Наши читатели снова задают вопрос:
Если с МКС отпустить бумажный самолёт, сгорит ли он в атмосфере или будет планировать?
МКС кружит вокруг Земли на высоте в 408 км со скоростью 7,66 км/сек. Запускать что-либо на Землю из таких условий - задача непростая. Почему?
Дело в том, что Международная космическая станция движется так быстро, что находится в состоянии свободного падения, но благодаря её горизонтальной скорости она не падает, а словно "скользит" за горизонтом.
Любой объект, отпущенный с МКС, будет иметь примерно такую же начальную скорость, как и станция. Если к этому добавить еще какое-то движение (например, бросок), это может немного изменить его траекторию и скорость.
Для того чтобы аппарат, запущенный с МКС, достиг земной поверхности, его скорость необходимо уменьшить на 80-90 м/с относительно скорости МКС. При этом он начнёт убывать и войдёт в верхние слои атмосферы. Там он начнёт замедляться, планируя, и через несколько месяцев окончательно приземлится. На самом деле, даже оставаясь рядом с МКС, он будет замедляться, но такой спуск может занять годы. При этом вход в плотные слои атмосферы произойдет со схожей скоростью, независимо от времени падения.
Если же нужно, чтобы объект достиг земли всего за несколько дней, его скорость должна уменьшиться на 160 м/с, то есть до 7,5 км/с. Это уменьшение опустит его прямо к плотным слоям атмосферы. В результате, за короткое время объект пройдёт через атмосферные слои и приземлится. Таким образом обычно осуществляется спуск космических кораблей на Землю.
В верхних частях атмосферы концентрация разреженного воздуха довольно высока. Это замедлит движение аппарата, однако его скорость по-прежнему будет велика, достигая километра в секунду. Из-за такой высокой скорости трение станет сильным, и когда аппарат достигнет плотных слоев атмосферы, он просто сгорит.
Что если заменить материал самолёта? Независимо от материала, воздействие атмосферы приведет к сильному нагреву объекта. Негорючие материалы будут плавиться, а горючие - воспламеняться. Именно по этой причине космические аппараты защищены керамическими покрытиями, обладающими высокой теплоустойчивостью и температурой плавления.
Кстати, идею с бумажными самолётиками рассматривали учёные из JAXA – Японского космического агентства. Их задумка заключалась в запуске около 100 самолётиков, сделанных из термостойкого материала, для тестирования их способности планировать при спуске с МКС. Но, увы, из-за отсутствия финансирования идея так и осталась только на бумаге. Вспомним тесты «бумажного» самолёта в аэродинамической трубе университета Токио.
Основная причина использования керамических покрытий для космических кораблей в их уникальных свойствах: эти материалы имеют низкую температуру плавления и высокую теплоустойчивость. Это делает их идеальными для защиты корабля от экстремального тепла при входе в атмосферу. Без такой защиты электроника корабля быстро выйдет из строя, а космонавты могут столкнуться с серьезной опасностью. Такие материалы требуют колоссальное количество тепла для плавления, и корабль просто не получает столько тепла за короткое время в атмосфере, что предотвращает его расплавление. Разумеется, существуют и другие технологии защиты от перегрева.
Вывод очевиден: самолётик, изготовленный из этой керамики, сможет успешно пройти через атмосферу и даже дойти до Земли. Однако из-за высокой скорости и относительно большой массы при контакте с землёй он разобьётся. Для безопасного приземления потребуется снижение скорости, что нереально без применения парашютов или других технических устройств.
Вы можете поддержать наш проект финансово через Юmoney: 5599002038791291
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!