太空梭返回地球過程原理?

太空梭返回地球過程原理?使用者65573512938092021-02-05 00:49:35

航天器在軌道上的運動是在有心力場作用下基本上按天體力學規律的運動。改變運動速度可使航天器脫離原來的執行軌道轉入另一條軌道。若速度的變化使航天器轉入一條飛向地球並能進入大氣層的軌道,便有可能實現返回。航天器是應用變軌原理邁出返航第一步的。垍頭條萊

航天器返回時重新進入地球大氣層,稱為再入。能夠耐受再入飛行環境的航天器又稱為再入航天器。再入航天器和再入彈頭統稱再入體。通常取80~120公里為開始再入的高度。航天器在這一高度上的速度叫再入速度。速度方向與當地水平方向的夾角叫再入角。航天器從環地軌道返回的再入速度在8公里/秒左右(視軌道高度而定),從月球返回的再入速度接近11公里/秒,從行星返回的再入速度為13~21公里/秒(視具體行星而定)。萊垍頭條

再入航天器進入大氣層後受到空氣阻力 (D)的作用,其方向與速度方向相反,大小與大氣密度 (ρ)、飛行速度(V)的平方以及表示再入體形狀特徵的阻力面積(CDA)成正比, 。地球大氣雖然稀薄(尤其是高層大氣),但如果再入體有較大的阻力面積,氣動阻力所產生的減速仍足以將其速度大大減小。至今再入航天器都是利用地球大氣層這一天然條件,應用氣動減速原理實現地面安全著陸的。萊垍頭條

大氣減速會使再入航天器內人員和裝置受到制動過載的作用。保證制動過載不超過人體或裝置所能耐受的限度,也是實現返回的必要條件。大氣減速還使再入航天器受到加熱。當再入航天器以極高的速度穿過大氣層時,由於對前方空氣的猛烈壓縮和與之摩擦,航天器的速度急劇減小,它的一部分動能轉變為周圍空氣的熱能。這種熱能又以對流傳熱和激波輻射傳熱兩種形式部分地傳給航天器本身,使航天器表面溫度急劇升高,形成氣動加熱。從月球或行星返回的航天器具有更大的能量,氣動加熱就更為嚴重。保持航天器一定的結構外形和防止乘員座艙過熱是實現返回的一個重要的技術關鍵。萊垍頭條