Вход в атмосферу в космической технике обозначает фазу входа космического аппарата в атмосферу . Из-за аэродинамического сопротивления внешней газовой среды оболочка аппарата, движущегося на большой скорости, нагревается до значительных температур. Если объект должен выдержать вход в атмосферу, ему необходима тепловая, как правило абляционная , защита.

Термин используется не только для пилотируемых летательных объектов, но и для космических зондов, боеголовок межконтинентальных ракет, капсул с пробами, а также для объектов, которые могут или должны сгореть, например, израсходованные ракетные ступени или отслужившие срок спутники. Понятие не применяется для объектов, которые достигли лишь незначительной части орбитальной скорости, и поэтому термическая нагрузка остаётся небольшой.

Сход с орбиты начинается с включения тормозных двигателей. Американский космический челнок, например, для тормозного импульса ( deorbit burn ) включает маломощные двигатели системы орбитального маневрирования примерно на три минуты. Уменьшение скорости всего на 1 % (примерно 90 м/с) позволяет войти в атмосферу по эллиптической траектории на противоположной стороне Земли. Форма и угол атаки ракетоплана вызывают подъёмную силу, которая задерживает спуск в плотные слои атмосферы и, таким образом, растягивает диссипацию энергии во времени.

Этапы входа в атмосферу Земли

Вход крупного неспасаемого космического аппарата

• 140 км — давление набегающего воздуха составляет 0,25 Па (0,0000025 атмосфер) ;
• 122 км — первые заметные признаки аэродинамического воздействия атмосферы на космический аппарат ;
• 100—110 км — начало обгорания выступающих деталей (антенн и солнечных батарей);
• 80—90 км — разрушение и разделение объекта на крупные обломки;
• 40—80 км — максимальная ионизация и нагрев воздуха от адиабатического сжатия;
• 60—70 км — максимум разрушения с разделением крупных частей на мелкие фрагменты;
• 40—50 км — окончание фрагментации и дальнейшее падение несгоревших обломков на поверхность Земли.

Вход небольшого неспасаемого аппарата

Небольшие и тонкоконструкционные спутники начинают разрушаться раньше и могут полностью сгореть с рассеиванием пылевых остатков в атмосфере.

Области применения

Возвращение на Землю

В пилотируемой космонавтике вход в атмосферу неизбежен при возвращении спускаемых аппаратов многоразовых транспортных систем ( Спейс шаттл , Буран ), а также космических кораблей ( Союз , Аполлон , Шэньчжоу , Dragon SpaceX ), которые должны преодолеть вход в атмосферу без катастрофических повреждений, не ставя под угрозу жизнь космонавтов .

Каждый старт многоступенчатой ракеты приводит к тому, что отработавшие ступени входят в атмосферу и частично/полностью сгорают.

Вышедшие из эксплуатации низкоорбитальные спутники также намеренно уводят с орбиты, после чего они сгорают (полностью или частично). При плановом сведении траектория входа выбирается таким образом, чтобы несгоревшие крупные фрагменты упали в океан (в район, известный как Кладбище космических кораблей ) или необитаемые районы суши. Известный пример — затопление российской космической станции Мир .

Увод с орбиты

В 1971 году первая в мире орбитальная станция Салют-1 была преднамеренно сведена с орбиты в Тихий океан , вслед за аварией Союз-11 . Салют-6 и Мир также были контролируемо спущены с орбиты .

Примечания

Ссылки

• // FAA (англ.)
• Адамс М. К. (Мае С. Adams), — Вход в атмосферу
• Салахутдинов Г. М. ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА В КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКЕ — М: «Знание» — 1982 (epizodsspace.no-ip.org/bibl/znan/1982/7/7-salahutdinov.html)
• , / Попов Е. И. Спускаемые аппараты — М: «Знание» — 1985