Когда космический аппарат возвращается на Землю, то во время вхождения в плотные слои атмосферы наблюдается стремительный рост температуры — от примерно -155 градусов Цельсия в космосе до почти 1 650 градусов. Возможно ли связать столь экстремальный нагрев с трением?
Трение действительно является серьезной проблемой, с которой инженерам, проектирующим сверхзвуковые ракеты, приходится считаться. Чем больше воздуха будет соприкасаться с поверхностью, тем ощутимее будет нагрев от трения. Однако возвращаемые из космоса аппараты не обтекаемы, поэтому в случае с ними трение не является основной причиной чрезвычайного нагрева при вхождении в атмосферу.
Когда массивный "тупой" корпус "врезается" в атмосферу, молекулы газа не успевают рассеяться, начиная скапливаться под аппаратом и образуя своеобразную воздушную подушку. Это удерживает большую часть газа от корпуса, минимизируя передачу тепла к аппарату.
Конечно, трение вносит свой вклад в рост температуры, но истинным виновником экстремального нагрева является давление. По мере сжатия и сближения молекул газа температура быстро повышается.
В конечном итоге давление становится настолько высоким, что молекулы начинают разрываться (распадаться), формируя слой заряженной плазмы и создавая ослепительную плазменную корону вокруг аппарата.