Về nhà: trở lại

Mọi phi hành gia đều về nhà bằng cách giống nhau: bằng cách biến tốc độ thành nhiệt. Một quả hộp bay đến từ quỹ đạo mang đủ năng lượng trên mỗi kilogram để làm tan chảy trọng lượng của nó trong thép nhiều lần. Toàn bộ nghệ thuật của việc tái nhập là loại bỏ năng lượng đó đủ chậm để tồn tại, và đủ nhanh để không bị đẩy trở lại không gian.

Động cơ bắt đầu hoạt động. Không khí làm việc phanh.

Nhìn kìa.

1. The deorbit burn. Đánh ngược lại, chiếc tàu vũ trụ bắn động cơ của nó trong vài phút và chậm lại khoảng 100 m/s. Điều đó làm giảm phần xa của quỹ đạo xuống khí quyển.
2. Liên kết vào, khoảng 120 km trên. Cáp quang gặp những dấu vết mỏng đầu tiên của không khí vẫn đang di chuyển với tốc độ khoảng 7,8 km/s.
3. Quả cầu lửa. Không khí trước khiên nhiệt bị nén chặt đến mức nó trở thành plasma sáng chói, nóng hàng ngàn độ. Tin tức không thể truyền qua được trong vài phút. Khiên nhiệt từ từ cháy và vỡ ra, mang theo nhiệt.
4. Hành lang. Trở về từ Mặt Trăng ở tốc độ 11 km/s, góc vào phải đúng đến một phần trăm độ: quá dốc và sự giảm tốc sẽ làm tan nát phi hành đoàn, quá nông và chiếc tàu vũ trụ sẽ bay ra khỏi không khí như một viên đá rời khỏi nước.
5. Dù. Dưới khoảng 10 km, cái hộp đang rơi với tốc độ vài trăm km/h. Nhảy dù mở ra, và nó hạ cánh với tốc độ vài mét một giây.

Hiểu rồi.

Từ quỹ đạo tròn 400 km (r = 6.778 km) tốc độ là 7,67 km/s. Một hình elip có điểm thấp là 50 km trên bầu trời có a = 6.603 km, và ở độ cao 400 km vận tốc của nó phải là 7,57 km/s. Sự cháy ra khỏi quỹ đạo là sự khác biệt: 102 m/s, chỉ là 1.3% tốc độ quỹ đạo.

Lực kéo là ½ ρ v² C_D A. Mật độ không khí ρ giảm khoảng một nửa mỗi 5 km hạ cánh (chiều cao quy mô khoảng 7,2 km), do đó sự chậm lại tăng dần, đỉnh điểm và giảm khi chiếc tàu chậm lại. Trong mô hình trên:

Mục nhập	Tốc độ	Góc	Tốc độ giảm tối đa
Từ quỹ đạo thấp	7,85 km/s	1.5°	khoảng 8 g
Từ mặt trăng, quá dốc	11 km/s	8°	khoảng 31 g
Từ mặt trăng, trong hành lang	11 km/s	5.6°	khoảng 7 g
Từ Mặt Trăng, quá nông	11 km/s	4.8°	bỏ qua

Cái hộp thật bay với một chút nâng (Trung tâm khối lượng của chúng không ở trung tâm, vì vậy chúng bay nghiêng) và lăn để điều khiển nó, làm giảm đỉnh xuống khoảng 4 g cho một Soyuz và mở rộng hành lang Apollo lên khoảng 2 độ.

Thầy

Mô hình tích hợp các phương trình mặt phẳng của chuyển động với trọng lực và chỉ chống chịu:

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

với β = m/(C_D A) = 350 kg/m² (như một viên nang) và H = 7,2 km. Đối với một bước vào đạn đạo dốc, Allen và Eggers (1958) cho thấy sự giảm tốc đỉnh gần như độc lập với β:

a_max ≈ v_E² sin γ / (2 e H)

Đối với trường hợp Mặt Trăng dốc (γ = 8°) nó cho khoảng 44 g; mô phỏng đầy đủ cho 31 g, vì trọng lực tiếp tục uốn cong đường đi nông hơn khi chiếc hộp hạ cánh xuống. Dù sao đi nữa, góc vào, không phải kích thước của tàu vũ trụ, sẽ quyết định trọng lượng g, đó là lý do tại sao mỗi tàu vũ trụ quay trở lại bay một hành lang chính xác.