Toto sú najrizikovejšie momenty, na ktoré treba dávať pozor pri historickom návrate SpaceX na Zem

(NASA/SpaceX/Flickr/CC od verzie 2.0)

The Vesmírna loď Crew Dragon , produkovaný súkromnou spoločnosťou SpaceX, sa má vrátiť z Medzinárodnej vesmírnej stanice (ISS) a kvapnúť do Atlantického oceánu 2. augusta.

V závislosti od priaznivej predpovede počasia a úspešného posledného týždňa na ISS budú astronauti NASA Robert Behnken a Douglas Hurley začne proces odpájania 1. augusta a znovu vstúpi do zemskej atmosféry nasledujúci deň – spolu 64 dní od vzletu.

The historický štart sa uskutočnilo 30. mája z Kennedyho vesmírneho strediska NASA na Floride, pričom ide o prvý prípad, keď komerčná vesmírna spoločnosť vyniesla ľudí na obežnú dráhu okolo Zeme.



Ale zatiaľ čo spustenie bolo napínavým zážitkom, opätovný vstup bude ešte riskantnejší – predstaví napätý moment pre riadenie misie. Zakladateľ SpaceX Elon Musk povedal, že návrat je skutočne jeho 'najväčšie obavy' .

Spoločná misia SpaceX a NASA bola úspešná pri pripojení k ISS, takže astronauti mohli dokončiť vedecké a údržbárske práce vrátane štyroch výstupov do vesmíru.

Dôležité je, že primárnym účelom misie je otestovať a demonštrovať schopnosť vozidla bezpečne prepraviť posádku na obežnú dráhu Zeme a späť, čo je prvým krokom v pláne začatia pravidelných misií ISS a komerčných vesmírnych letov.

Nebezpečné body pre návrat

Extrémne rýchlosti a teploty, ktoré musí vozidlo vydržať, predstavujú pre inžinierov veľkú výzvu a robia návrat späť najnebezpečnejšou súčasťou misie.

Nebezpečenstvo začína tým nájdenie správneho uhla trajektórie, keď kozmická loď vstupuje do hornej atmosféry. Ak je príliš strmá, astronauti zažijú potenciálne smrteľné g-sily a trenie odporu vzduchu by mohlo spôsobiť výbuch kozmickej lode. Ak je príliš plytká, kapsula namiesto toho katastroficky vyskočí z atmosféry a vráti sa na obežnú dráhu Zeme.

Kozmická loď vstúpi do hornej atmosféry rýchlosťou 27 000 km/h. To je 7,5 km/s alebo viac ako 20-násobok rýchlosti zvuku. V ktorejkoľvek jednotke preferujete – je to rýchle.

Pri týchto rýchlostiach sa okolo prednej časti vozidla vytvára veľmi silná rázová vlna, ktorá stláča a prehrieva vzduch. Zvládnutie obrovského tepelného zaťaženia je obrovskou inžinierskou výzvou pri návrate.

V najextrémnejšom štádiu teplota vzduchu v nárazovej vrstve presahuje 7 000 °C . Pre porovnanie, teplota na povrchu Slnka sa pohybuje okolo 5 500 °C.

Vďaka tomu je tepelný štít vozidla taký horúci, že začne žiariť - proces nazývaný žhavenie. SpaceX je nové a pokročilé Tepelný štít z materiálu PICA-X sa podarilo ochrániť kapsulu pri skúšobných letoch, neskôr sa podarilo obnoviť vo veľmi zuhoľnatený stav .

Molekuly vzduchu okolo vozidla sa tiež rozkladajú na kladne nabité atómy a voľné elektróny – takzvaná plazma . Keď sa niektoré z molekúl rekombinujú, prebytočná energia sa uvoľní vo forme fotónov (svetelných častíc), čo dodáva vzduchu okolo vozidla jantárovú žiaru.

Táto plazmová vrstva môže byť krásna, ale môže spôsobiť výpadky rádiového signálu. Keď sa elektrón pohybuje po vodivom drôte, máme elektrinu.

Podobne, keď sa voľné elektróny pohybujú plazmou okolo vozidla, máme elektrické pole. Ak je elektrické pole príliš silné, môže odrážať a zoslabovať rádiové vlny, ktoré sa pokúšajú dosiahnuť kozmickú loď.

Blackout vedie nielen k strate spojenia s palubnou posádkou a letovými údajmi, ale môže tiež znemožniť diaľkové ovládanie a navádzanie. The Misie Apollo , Mars Pathfinder a nedávne, neúspešné Štart rakety Sojuz 2018 všetky vzniknuté výpadky komunikácie rádovo v minútach.

Riadenie misie NASA očakáva nervozitu šesť minút výpadku prúdu počas fázy vrcholného zahrievania návratu Crew Dragon – ak sa počas tejto doby niečo pokazí, je to v rukách astronautov.

Ďalšou rizikovou etapou je pristátie s pomocou padáka. Crew Dragon rozmiestni štyri padáky v záverečnej fáze návratu, keď vozidlo klesá smerom k miernemu rozstreku v Atlantickom oceáne pri pobreží Floridy.

Tento manéver bol testovaný spoločnosťou SpaceX 27 krát pred budúcotýždňovým pristátím s posádkou, takže by to malo fungovať.

Budúce ciele

Úspešné pristátie bude mať obrovské dôsledky – zníženie nákladov na prieskum vesmíru prostredníctvom využitia opakovane použiteľné rakety a umožnenie súkromného prieskumu vesmíru.

Zatiaľ čo SpaceX skonštruoval vozidlo Crew Dragon na základe zmluvy s NASA, spoločnosť môže po prevádzkovej certifikácii využívať vesmírnu loď na komerčné lety bez účasti NASA.

SpaceX má partnerstvo s komerčnou leteckou spoločnosťou Axiom Space , ktorej konečným cieľom je postaviť prvú komerčnú vesmírnu stanicu na svete.

Navrhované komerčné aktivity pre stanicu sú široké: od vesmírneho výskumu a výroby až po podporu vesmírneho prieskumu.

Potom je tu vesmírna turistika. Súkromní občania už stoja v rade na letenku do vesmíru a s úspešným splashdownom Crew Dragon na seba nenechajú dlho čakať.

Americká vesmírna turistická spoločnosť, Vesmírne dobrodružstvá (v spolupráci so SpaceX), plánujú ponúkať atmosférické lety s nulovou gravitáciou, orbitálne lety s možnosťou výstupu do vesmíru a okruhy mesiac do konca roku 2021.

Či sú náklady, vplyv na životné prostredie a nebezpečenstvá vesmírnych letov opodstatnené pre vesmírnu turistiku je diskutabilné . Ako ukazuje tento článok, požadovaná bezpečnostná inštruktáž pre držiteľov vstupeniek na vesmírne dobrodružstvo bude oveľa komplexnejšia ako vaše bežné „nájdite si chvíľu na prečítanie bezpečnostnej karty vo vrecku sedadla pred vami“.

Heather Muir , PhD v odbore výpočtová fyzika, University of Cambridge .

Tento článok je znovu publikovaný z Konverzácia pod licenciou Creative Commons. Čítať pôvodný článok .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.