Supongo que tiene algo que ver con su ser una horizontal y una vertical de componentes de la velocidad durante la re-entrada. Pero de nuevo, ¿que significa que hay una mejor maniobra de reentrada que el que se usa?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Re-velocidad de entrada de LEO es ~ 7800m/s, de espacio lunar es tan alto como ~11.000 m/s[1].
Diferentes libros dan la velocidad terminal de un paracaidista como acerca de 56m/s[2] o 75m/s[3].
La diferencia es que en orden a la órbita, tienes que ir muy rápido hacia los lados. Básicamente la caída tan rápido hacia los lados que se olvida de la tierra al caer hacia ella (véase xkcd). Un paracaidista, si se sumerge desde un avión o un globo, sólo tiene marginal de la velocidad horizontal y casi cero de la velocidad vertical inicial. El paracaidista luego acelera a la velocidad terminal, que es bastante lento (ver arriba).
En comparación, la cápsula Apolo tenía una velocidad máxima de 150 m/s en 7300m altitud$^4$. Es a partir de ese momento en que Apolo se comporta como un paracaidista. Boya rampas se sacó para reducir la velocidad de la nave a 80m/s, y, finalmente, la principal rampas para reducir la velocidad de la nave a 8,5 m/s[4]
Pero eso es sólo la última fase del vuelo. Necesita de alguna manera lenta hacia abajo desde 7800m/s a 150 m/s primero y el descenso de espacio profundo en la atmósfera. La creación de rampas que puede soportar y que son lo suficientemente grandes como para frenar la nave hacia abajo lo suficiente de que la más alta de la atmósfera es simplemente no es factible desde un punto de vista de ingeniería, e incluso si lo fuera, probablemente sería prohibitivo de un peso/delta-v punto de vista.
En comparación, el Falcon 9 de la primera etapa no tiene problemas con la re-entrada de la calefacción, aunque también alcanza el espacio. Pero esa etapa no alcanzar la velocidad orbital. Sólo va a unos 2000m/s en la separación, que es lo suficientemente lento como para que la calefacción no es un problema cuando se trata de abajo (véase esta cuestión en el Espacio StackExchange).
1: Su Entrada En La Atmósfera. De Wikipedia, la enciclopedia libre.
2: Tipler, Paul A. Universidad De La Física. Nueva York: Vale La Pena, 1987: 105.
3: Bueche, Frederick. Los principios de la Física. Nueva York: McGraw Hill, 1977: 64.
4: W. David Woods. Cómo Apolo Voló a la Luna. Springer, 2008: 371.
enedil
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Las distancias y las velocidades involucradas son sustancialmente diferentes. En la escala de paracaídas, buceo, la densidad de la atmósfera no cambia mucho (y es relativamente alto). Un paracaidista alcanza rápidamente una velocidad terminal donde el arrastre del aire coincide con la fuerza de la gravedad.
En una re-entrada, te acercas en un mucho menos densa atmósfera, y va mucho más rápido. A estas velocidades, arrastre se calienta mucho más rápido. También, está arando en la atmósfera, y eso significa que usted está aumentando el arrastre. Entre estos efectos, se vea sustancialmente más calefacción. Un paracaidista que cae de la órbita tendría los mismos problemas con la quema de arriba.
Hay algunas cosas interesantes que se hacen con respecto a la reentrada de maniobras. El Chino tenía un lunar orbiter , que rebotó en la atmósfera. La idea era simple. Si la nave fuera a volver a entrar en la atmósfera directamente, recibiría demasiada calefacción. En su lugar, se permitió que acaba de entrar en el selecto parte superior del margen de nuestra atmósfera, sangrar algunos de su velocidad (en calor) antes de saltar fuera de la atmósfera similar a la de una piedra en un estanque. Esto le dio tiempo para deshacerse de un poco de calor antes de una segunda re-entrada trajo hacia abajo de forma segura.
Adam Pope
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Un humano de paracaidismo de $h=4000\,\mathrm m$ (cf. http://adventure.howstuffworks.com/skydiving1.htm) necesita para deshacerse de su energía potencial $mgh$. Si asumimos que toda esta energía se utiliza para uniformemente el calor hasta el paracaidista, que se compone esencialmente de agua con su conocida capacidad de calor específico $c_{H_2O}=4182\frac{\mathrm J}{\mathrm{kg}\cdot \mathrm{K}}$, la temperatura se eleva por $$ \frac{gh}{c_{H_2O}}= \frac{9.81\cdot 4000}{4182}\,\mathrm K<10\,\mathrm K,$$ no lo suficiente para incinerar. Se podría objetar que la calefacción iba a ocurrir principalmente en la parte frontal en lugar de manera uniforme, pero el salto es lo suficientemente largo para mucho calor para ser transportados a través del cuerpo o incluso de convección de lejos por el aire circundante.
Tenga en cuenta que la masa del paracaidista no entrar en el por encima de la simple estimación, sólo las miradas de la altitud y el calor específico.
Un volver a entrar en la nave espacial, por otro lado, no sólo se comienza a formar una de mayor altitud (más de 100 kilómetros), pero, además, tiene que deshacerse de su considerable energía cinética. Si no queremos buscar los números de la velocidad orbital, vamos a tratar de la memoria. Uno siempre escucha que una órbita dura alrededor de 90 minutos, por lo tanto, la velocidad debe ser de al menos (utilizando ligeramente más pequeños de la circunferencia de la Tierra) $v\ge \frac{40000\,\mathrm{km}}{5400\,\mathrm s}\approx 7400\,\frac{\mathrm m}{\mathrm s} $, por lo que la energía por kilogramo de masa es $\frac12v^2\approx 55\,\frac{\mathrm{MJ}}{\mathrm{kg}}$. Vemos que esto es mucho, mucho más que el mero $40\,\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{kg}}$ de nuestro paracaidista.
La nave espacial podría deshacerse de gran parte de la energía cinética mediante el uso de su motor de cohete, pero eso sería imprudente: tomó un montón de combustible para llevar el cohete en órbita en el primer lugar (o más bien: en orbital velocidad, después de todo, la energía potencial es pequeño en comparación con la energía cinética en la órbita terrestre baja), por lo que toma (casi) como combustible para lograr el mismo $\Delta v$ en la re-entrada. Pero en fin tiene mucho combustible disponible en órbita, debe de haber sido transportados allí en el primer lugar. Esto no es factible debido a que el combustible a carga de relación.
akhmeteli
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Como otros explicado, la velocidad máxima de un paracaidista es mucho menor que la de los orbitales de los vehículos. Pero esto es porque los paracaidistas saltan desde un relativamente pequeño altura: el récord de saltos por Eustace (https://en.wikipedia.org/wiki/Alan_Eustace) y Baumgartner (https://en.wikipedia.org/wiki/Felix_Baumgartner) se realizaron a partir de la altura de unos 40 km, y la velocidad máxima era de unos 1,3 km/s, mientras que la velocidad orbital es de unos 7,9 km/s. @Cort Ammón dijo que "Un paracaidista que cae de la órbita tendría los mismos problemas con la quema de arriba." Eso es correcto suponiendo que el paracaidista que cae de la órbita tiene una velocidad orbital. Sin embargo, la órbita baja altura (es decir, de 150 a 200 km) es comparable a la del registro de la altura de los saltos en paracaídas. Si un paracaidista se retiraron de dicho orbital de altura con velocidad inicial cero, su velocidad máxima sería mucho menor que la velocidad orbital. Para lograr una velocidad comparable a la de la velocidad orbital, un paracaidista sería necesario cayó desde una altura comparable a la del radio de la Tierra (alrededor de 6000 km).
