На высоте примерно 400 км над уровнем моря по круговой орбите вращается МКС (Международная космическая станция) и периодически космонавты и астронавты запускают микро спутники прямо с борта станции. Любопытно, а что же произойдет с, например, бумажным самолетиком, который также будет запущен с МКС? Приземлится ли он благополучно на Землю или же сгорит без остатка в атмосфере? Давайте порассуждаем на эту тему в данном материале.
МКС и ее невероятная скорость на орбите
Прежде чем перейти к обсуждению полета самого самолетика, нужно сказать пару важных слов о том, с какой скоростью летит сама станция. Средняя скорость МКС равна 7,66 километра в секунду. Из-за такой скорости станция постоянно находится в состоянии свободного падения, при котором она постоянно движется в направлении Земли. Но из-за высокой горизонтальной скорости как бы постоянно «промахивается» мимо, оставаясь на орбите.
И вполне логично предположить, что любой объект, сброшенный с борта МКС, будет обладать примерно такой же скоростью. Разница будет лишь в том, какую скорость объекту придадут во время сброса с МКС.
Так, если тот самый бумажный самолетик мы с вами сбросим в противоположную сторону орбитальному движению МКС, то его скорость будет немного меньше.
Сбрасываем бумажный самолетик с МКС в разных направлениях
Сброшенный в противоположном направлении орбитальному движению МКС самолетик перейдет на более низкую орбиту. Однако чтобы самолетик упал на Землю, нужно чтобы его скорость упала до 80-90 метров в секунду. Именно тогда его орбита сможет значительно снизится, и пойдет процесс взаимодействия с верхними слоями атмосферы. Это приведет к постепенному замедлению и в конечном итоге падению самолетика через пару месяцев.
Для того чтобы бумажный самолетик упал на Землю в течение всего нескольких дней, нужно снизить его скорость до 7,5 км/с, что составляет сокращение на 160 метров в секунду.
В результате такого замедления орбита самолетика пройдет через плотные слои атмосферы и он быстро должен достичь поверхности Земли.
При этом в процессе падения к более плотным слоям атмосферы самолетик потеряет часть скорости из-за трения о частицы воздуха, однако его скорость все равно будет значительной.
Конкретная величина сброшенной скорости самолетика будет зависеть сразу от множества разных факторов. Но при любом раскладе его скорость будет измеряться километрами в секунду.
Так сгорит самолетик или же благополучно приземлится на Землю?
Логично, что на такой скорости трение о даже разряженную атмосферу будет сильным, и самолетик банально сгорит уже на подходе к плотным слоям атмосферы.
И при этом раскладе его не спасет ни большая подъемная сила крыльев, ни очень малый вес, ни большая площадь крыльев.
Но давайте продолжим наш мысленный эксперимент и предположим, что наш самолетик, например, будет из пластика, железа или керамики.
Любой объект, который может гореть, неминуемо воспламенится при пролете на такой большой скорости через атмосферу. А те материалы, которые не подвержены горению, будут нагреваться, и плавиться, рассеивая частицы своего вещества в атмосфере.
А это означает, что пластиковый самолетик также сгорит, а вот стальной расплавится и распылится на мельчайшие частицы в атмосфере.
Кстати, именно поэтому космические корабли специально обшивают негорючими и тугоплавкими материалами и зачастую это специализированные керамические сплавы.
И получается, для того чтобы наш самолетик, запущенный с МКС, успешно добрался до поверхности Земли, он должен быть выполнен из специального тугоплавкого керамического материала. Однако в этом случае из-за начальной высокой скорости и сравнительно уже большой массы такой самолетик плавно никак не спланирует на Землю и скорее всего, разобьется при столкновении с поверхностью.