Como a espaçonave entra novamente na Terra?

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Lançar uma nave espacial para o espaço é uma coisa. Trazê-lo de volta é outra.

A reentrada de naves espaciais é um negócio complicado por vários motivos. Quando um objeto entra na atmosfera da Terra, ele experimenta algumas forças, Incluindo gravidade e arrastar . A gravidade puxará naturalmente um objeto de volta à terra. Mas a gravidade sozinha faria com que o objeto caísse perigosamente rápido. Felizmente, a atmosfera da Terra contém partículas de ar. Quando o objeto cai, ele bate e esfrega contra essas partículas, criando atrito . Esse atrito faz com que o objeto sofra arrasto, ou a resistência do ar , o que retarda o objeto para uma velocidade de entrada mais segura. Leia mais sobre esses fatores em "E se eu jogasse um centavo do Empire State Building?"

Pete Turner / Stone Collection / Getty Images
Os objetos que entram na atmosfera da Terra enfrentam uma viagem difícil. Veja mais fotos de naves espaciais e ônibus espaciais.

Este atrito é uma benção mista, Contudo. Embora cause arrasto, também causa calor intenso. Especificamente, os ônibus espaciais enfrentam temperaturas intensas de cerca de 3.000 graus Fahrenheit (cerca de 1649 graus Celsius) [fonte:Hammond]. Corpo rombudo Projeto ajuda a aliviar o problema do calor. Quando um objeto - com a superfície de forma cega voltada para baixo - volta para a Terra, a forma romba cria um onda de choque na frente do veículo. Essa onda de choque mantém o calor à distância do objeto. Ao mesmo tempo, a forma romba também retarda a queda do objeto [fonte:NASA]. O programa Apollo, que moveu vários navios tripulados para frente e para trás do espaço durante as décadas de 1960 e 1970, revestiu o módulo de comando com ablativo material que queimou na reentrada, absorvendo calor.

Ao contrário dos veículos Apollo, que foram construídos para uso único, os ônibus espaciais são veículos lançadores reutilizáveis (RLVs). Então, em vez de apenas usar material ablativo, eles devem incorporar isolamento durável. Na próxima página, vamos nos aprofundar mais no processo moderno de reentrada dos ônibus.

O fim do satélite
Os satélites não precisam permanecer na órbita da Terra para sempre. Antigos satélites às vezes caem na Terra. Por causa das duras condições de reentrada, eles podem queimar gravemente ao descer. Contudo, alguns deles podem sobreviver à queda e atingir a superfície da Terra. Em quedas controladas, engenheiros manipulam os sistemas de propulsão de um satélite para fazê-lo cair em um local seguro, como o oceano.

A descida de um ônibus espacial

Reentrar na Terra tem tudo a ver atitude ao controle . E, não, isso não significa que os astronautas precisam manter uma atitude positiva (embora isso seja sempre útil). Em vez, refere-se ao ângulo em que a espaçonave voa. Esta é uma visão geral da descida de um ônibus espacial:

Saindo da órbita :Para desacelerar a nave desde sua velocidade de órbita extrema, o navio vira e realmente voa para trás por um período de tempo. Os motores de manobra orbital (OMS) então empurraram a nave para fora da órbita e em direção à Terra.

Descida pela atmosfera :Depois de estar fora de órbita com segurança, a nave vira o nariz novamente e entra na atmosfera de barriga para baixo (como uma cambalhota) para aproveitar o arrasto com seu fundo rombudo. Os computadores puxam o nariz para um ângulo de ataque (ângulo de descida) de cerca de 40 graus.

Aterrissagem :Se você viu o filme "Apollo 13, "você deve se lembrar que os astronautas voltam à Terra em seu módulo de comando e pousam no oceano, onde a equipe de resgate os recolhe. Os ônibus espaciais de hoje parecem e pousam muito mais como aviões. Quando o navio fica baixo o suficiente, o comandante assume os computadores e desliza o ônibus espacial para uma pista de pouso. Conforme está rolando ao longo da faixa, ele lança um pára-quedas para desacelerar.

NASA
As bordas de ataque e o nariz do ônibus espacial usam material RCC.

A viagem de volta à Terra é quente. Em vez dos materiais ablativos encontrados na espaçonave Apollo, os ônibus espaciais de hoje têm materiais especiais resistentes ao calor e placas isolantes que podem sustentar o aquecimento da reentrada.

Carbono Reforçado (RCC) :Este material composto cobre o nariz e as bordas da asa, onde as temperaturas ficam mais quentes. Em 2003, O RCC da Columbia foi danificado durante a decolagem, causando sua queima na reentrada, matando todos os sete membros da tripulação.

NASA / Space Frontiers / Hulton Archive / Getty Images

Nesta imagem, Funcionários da NASA mostram onde o Columbia sofreu danos nos ladrilhos durante seu voo inaugural.
Isolamento de superfície reutilizável de alta temperatura (HRSI) :Esses ladrilhos de sílica preta estão na parte inferior da lançadeira e em vários outros lugares que podem alcançar até 2, 300 graus Fahrenheit (1, 260 graus Celsius).

Isolamento Composto Fibroso Refratário (FRCI) :Esses blocos pretos substituíram os blocos HRSI em muitos lugares porque são mais fortes, mais leve e mais resistente ao calor.

Isolamento de superfície reutilizável de baixa temperatura (LRSI) :Esses ladrilhos de sílica branca são mais finos do que os ladrilhos HRSI e protegem várias áreas de temperaturas de até 1, 200 graus F (649 graus C).

Isolamento de superfície flexível reutilizável avançado (AFRSI) :Feito de tecido de vidro de sílica, essas mantas externas são instaladas na seção superior dianteira de uma lançadeira e resistem a temperaturas de até 1, 500 graus F (816 graus C). Ao longo dos anos, estes ocuparam grande parte do material do LRSI em um ônibus espacial.

Isolamento de superfície reutilizável de feltro (FRSI) :Este material suporta temperaturas de até 700 graus F (371 graus C) e é feito de feltro Nomex branco tratado termicamente (um material usado nas roupas de proteção dos bombeiros).

Dê uma olhada nos links na próxima página para saber mais sobre os desafios colocados pela exploração espacial.

Lembretes amargos
Assim como o desastre do Challenger em 1986 nos lembrou o quão arriscados são os lançamentos automáticos, o desastre do Columbia nos lembrou o quão perigosa é a reentrada na atmosfera. Em 2003, o ônibus espacial Columbia e seus sete membros da tripulação queimaram quando voltavam para a Terra. Após investigação, A NASA descobriu que danos à asa esquerda (que realmente ocorreram durante a decolagem), deixe o ar quente entrar na reentrada e fez com que o ônibus espacial perdesse o controle e queimasse.

A descida de um ônibus espacial

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