Quizhörna
Testa dina kunskaper om rymdfärjan med vårt rymdfärjquiz.

Att skjuta upp en rymdfarkost i rymden är en sak. Att ta tillbaka den är en annan.

Återinträde i rymdfarkoster är svårt av flera skäl. När ett objekt kommer in i jordens atmosfär, den upplever några krafter, Inklusive allvar och drag . Tyngdkraften kommer naturligtvis att dra ett föremål tillbaka till jorden. Men tyngdkraften ensam skulle få föremålet att falla farligt snabbt. Lyckligtvis, jordens atmosfär innehåller luftpartiklar. När föremålet faller, det träffar och gnuggar mot dessa partiklar, skapande friktion . Denna friktion gör att objektet upplever drag, eller luftmotstånd , som saktar ner objektet till en säkrare inmatningshastighet. Läs mer om dessa faktorer i "Tänk om jag slängde en slant från Empire State Building?"

Pete Turner/Stone Collection/Getty Images
Föremål som kommer in i jordens atmosfär står inför en tuff resa. Se fler bilder på rymdfarkoster och rymdfärjor.

Denna friktion är en blandad välsignelse, dock. Även om det orsakar drag, det orsakar också intensiv värme. Specifikt, skyttlar står inför intensiva temperaturer på cirka 3000 grader Fahrenheit (cirka 1649 grader Celsius) [källa:Hammond]. Trubbig kropp design hjälper till att lindra värmeproblemet. När ett föremål-med trubbformad yta nedåt-kommer tillbaka till jorden, den trubbiga formen skapar en stötvåg framför bilen. Den chockvågen håller värmen på avstånd från föremålet. På samma gång, den trubbiga formen bromsar också objektets fall [källa:NASA]. Apollo -programmet, som flyttade flera bemannade fartyg fram och tillbaka från rymden under 1960- och 1970 -talen, belagde kommandomodulen med special ablativ material som brann upp vid återinträde, absorberar värme.

Till skillnad från Apollo -fordonen, som byggdes för engångsbruk, rymdfärjor är återanvändbara startbilar (RLV). Så istället för att bara använda ablativt material, de måste innehålla hållbar isolering. På nästa sida, Vi fördjupar oss djupare i den moderna återinträdesprocessen för transport.

Satellitens bortgång
Satelliter behöver inte stanna uppe i jordens bana för alltid. Gamla satelliter faller ibland tillbaka till jorden. På grund av de hårda villkoren för återinträde, de kan bränna kraftigt på väg ner. Dock, några av dem kan överleva fallet och träffa jordens yta. Vid kontrollerade fall, ingenjörer manipulerar framdrivningssystemen på en satellit för att få den att falla på ett säkert ställe, som havet.

Nedstigning av en rymdfärja

Återinträde i jorden handlar om attityd kontrollera . Och, Nej, detta betyder inte att astronauter behöver behålla en positiv inställning (även om det alltid är till hjälp). Snarare, det hänvisar till vinkeln vid vilken rymdfarkosten flyger. Här är en översikt över en shuttle -nedstigning:

1. Lämnar bana :För att sakta ner fartyget från sin extrema omloppshastighet, skeppet vänder runt och faktiskt flyger bakåt under en tid. Orbitalmanövreringsmotorerna (OMS) skjuter sedan fartyget ur banan och mot jorden.

2. Nedstigning genom atmosfären :Efter att det är säkert ur omloppsbana, skytteln vänder näsan först igen och kommer in i atmosfären mage-ner (som en mage-flopp) för att dra nytta av drag med sin trubbiga botten. Datorer drar näsan upp till en Angreppsvinkel (nedstigningsvinkel) på cirka 40 grader.

3. Landning :Om du har sett filmen "Apollo 13, "du kanske kommer ihåg att astronauterna återvänder till jorden i sin kommandomodul och landar i havet där räddningsarbetare hämtar dem. Dagens rymdfärjor ser ut och landar mycket mer som flygplan. När fartyget väl är tillräckligt lågt, befälhavaren tar över datorerna och glider skytteln till en landningsremsa. När det rullar längs remsan, den använder en fallskärm för att sakta ner den.

NASA
Shuttlens främre kanter och näsa använder RCC -material.

Resan tillbaka till jorden är het. Istället för det ablativa material som finns på rymdfarkosten Apollo, dagens rymdfärjor har specialvärmebeständiga material och isolerande plattor som kan upprätthålla återuppvärmning.

• Förstärkt kol kol (RCC) :Detta kompositmaterial täcker näsan och kanterna på vingen, där temperaturen blir varmast. År 2003, Columbia RCC skadades under lyft, orsakar uppbränning vid återinträde, döda alla sju besättningsmedlemmar.

• 
  NASA/Space Frontiers/Hulton Archive/Getty Images

  I den här bilden, NASA -arbetare visar var Columbia fick skador på kakel under sin första flygning.

  Återanvändbar ytisolering vid hög temperatur (HRSI) :Dessa svarta kiseldioxidplattor finns på botten av skytteln och olika andra platser som kan nå upp till 2, 300 grader Fahrenheit (1, 260 grader Celsius).

• Fiberfast eldfast kompositisolering (FRCI) :Dessa svarta plattor har ersatt HRSI -plattor på många ställen eftersom de är starkare, lättare och mer värmebeständig.

• Återanvändbar ytisolering vid låg temperatur (LRSI) :Dessa vita kiseldioxidplattor är tunnare än HRSI -plattor och skyddar olika områden från temperaturer upp till 1, 200 grader F (649 grader C).

• Avancerad flexibel återanvändbar ytisolering (AFRSI) :Tillverkad av silikaglas, dessa yttre filtar är installerade på den främre övre delen av en shuttle och tål temperaturer på upp till 1, 500 grader F (816 grader C). Över åren, dessa har tagit över för mycket av LRSI -materialet på en buss.

• Filt återanvändbar ytisolering (FRSI) :Detta material håller temperaturer på upp till 700 grader F (371 grader C) och är tillverkat av värmebehandlad vit Nomex-filt (ett material som används i brandmänens skyddskläder).

Ta en titt på länkarna på nästa sida för att ta reda på mer om utmaningarna vid utforskning av rymden.

Bittera påminnelser
Precis som Challenger -katastrofen 1986 påminde oss om hur riskfyllda flygbussar är, Columbia-katastrofen påminde oss om hur farligt atmosfäriskt återinträde är. År 2003, rymdfärjan Columbia och dess sju besättningsmedlemmar brann upp när de återvände till jorden. Efter undersökning, NASA upptäckte att skador på vänster vinge (som faktiskt inträffade under lyftningen), släpp in varm luft vid återinträde och orsakade att skytteln tappade kontrollen och brann upp.

Mycket mer information

Relaterade artiklar om HowStuffWorks

• Rymdfärdsquiz
• Varför flyter det dussintals döda djur i rymden?
• Hur rymdfärjor fungerar
• Hur kretsar satelliter om jorden?
• Hur rymdstationer fungerar
• Hur Space Junk fungerar

Fler fantastiska länkar

• NASA
• US Centennial of Flight
• Space.com

Källor

• Cuk, Matija, Dave Rothstein, Britt Scharringhausen. "Varför behöver rymdfarkoster värmesköldar som kommer tillbaka till jorden men inte lämnar?" Astronomiavdelning vid Cornell University. Januari 2003. (9 maj kl. 2008)
  http://curious.astro.cornell.edu/question.php?number=448
• Dag, Dwayne A. "Reentry Vehicle Technology." U.S. Centennial of Flight Commission. (9 maj, 2008)
  http://www.centennialofflight.gov/essay/Evolution_of_Technology/
  reentry/Tech19.htm
• Dumoulin, Jim. "Space Shuttle Orbiter Systems." NASA Kennedy Space Center. (9 maj, 2008)
  http://science.ksc.nasa.gov/shuttle/technology/sts-newsref/sts_sys.html
• Hammond, Walter Edward. "Designmetoder för rymdtransportsystem." AIAA, 2001. (9 maj, 2008)
  http://books.google.com/books?id=uxlKU3E1MUIC&dq=Design+
  Metoder+för+rymd+transport+system &as_brr =3 &
  client =firefox-a &source =gbs_summary_s &cad =0
• Jacobson, Nathan S. "As-Fabricatede Arforced Carbon/Carbon Characterized." NASA. Juli, 2005. (9 maj, 2008)
  http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2004/RM/RM01D-jacobson1.html
• NASA. "Äventyr med Apollo." Ames forskningscenter. (9 maj, 2008)
  http://www.nasa.gov/centers/ames/news/releases/2004/moon/
  adventure_apollo.html
• NASA. "HSF - The Shuttle:Entry." NASA. 13 februari kl. 2003. (9 maj, 2008)
  http://www.spaceflight.nasa.gov/shuttle/reference/shutref/events/entry/
• Pete-Cornell, M. Elisabeth. "Säkerhet för det termiska skyddssystemet hos SpaceShuttle Orbiter:Kvantitativ analys och organisatoriska faktorer." Rapportera till National Aeronautics and Space Administration, Dec, 1990. (9 maj 2008)
  spaceflight.nasa.gov/shuttle/archives/sts-107/investigation/tps_safety.pdf