Повратак кући: повратак

Сваки астронаут се враћа кући на исти начин: претварајући брзину у топлоту. Капсула која долази из орбите носи довољно енергије по килограму да би се стопила у челику много пута више од своје тежине. Целокупна уметност повратка је да се ослободимо те енергије довољно споро да преживимо, и довољно брзо да не одскочимо назад у свемир.

Мотори су почели да се гасију. Зрачење је зрачење.

Погледај.

1. Деорбитални пламен. Упркос томе, капсула је успорила за око 100 m/s и наставила да се креће. То је довело до пада његове орбите у атмосферу.
2. Улазни интерфејс, око 120 км изнад. Капсула је наишла на прве танке трагове ваздуха који се још увек креће брзином од око 7,8 km/s.
3. Ватра. Зрачење које се јавља у овим зрацима је веома јако, а температура плазме је и до хиљаду степени Целзијуса. Радио сигнали не могу да прођу неколико минута. Топлински штит полако се угља и љушти, носећи топлоту са собом.
4. Ходник. При повратку са Месеца брзином од 11 km/s, угао уласка мора бити тачан на део степена: превише стрм и успоравање би згушило посаду, превише плитко и капсула би се спустила из ваздуха као камен из воде.
5. Падобрани. На висини од око 10 km капсула пада брзином од неколико стотина километара на час. Падобран се отвара и слетање се одвија брзином од неколико метара у секунди.

Разумем.

Са кружне орбите од 400 km (r = 6.778 km) брзина је 7,67 km/s. Елипса чија је најнижа тачка 50 km изнад има a = 6.603 km, а на 400 km брзина мора бити 7,57 km/s. Разлика између ових двају облика је: 102 м/с, само 1.3% од орбиталне брзине.

Сила отпора је ½ ρ v² C_D A. Густина ваздуха ρ се приближно преполовљава на сваких 5 km спуштања (висина скале око 7,2 km), тако да успорење стрмо расте, достиже врхунац и опада како капсула успорава. У горњем моделу:

Унос	Брзина	Угао	Депресија
Ниска орбита	7,85 км/с	1.5°	око 8 g
Са Месеца, превише стрмо	11 км/с	8°	око 31 г
Са Месеца, у ходнику	11 км/с	5.6°	око 7 g
Са Месеца, преплитко	11 км/с	4.8°	прескаче назад

Праве капсуле лете са мало подиже (Њихово средиште масе је изван центра, тако да лете нагињено) и окретају се како би управљали, што смањује врх на око 4 g за Сојуз и проширило Аполоов коридор на око 2 степени.

Господару.

Модел интегрише планарне једначине кретања само са гравитацијом и отпором:

dv/dt = −μ r/|r|³ − (ρ(h) |v| / 2β) v,   ρ(h) = ρ₀ e^(−h/H)

са β = m/(C_D A) = 350 kg/m² (као капсула) и H = 7,2 km. За стрме балистичке улазе, Ален и Егерс (1958) су показали да је максимално успорење скоро независно од β:

a_max ≈ v_E² sin γ / (2 e H)

За стрме лунарне случаје (γ = 8°) даје око 44 g; пуна симулација даје 31 g, јер гравитација наставља да савија пут све плиткијим како капсула спушта. У сваком случају, угао уласка, а не величина летелице, одређује g-оптерећење, због чега свака повратна свемирска летелица лети прецизним коридором.