Was wäre, wenn ein Space Shuttle in die Atmosphäre der Venus eintreten würde?

Dec 14 2020

Wie würde sich der atmosphärische Eintritt eines US Space Shuttles auf der Venus vom Wiedereintritt auf der Erde unterscheiden? Angenommen, es befindet sich ein Space Shuttle in einer niedrigen Venus-Umlaufbahn, das einen (Wieder-) Eintrittsbrand ausführt. Wie würden sich der folgende atmosphärische Eintritt und Flug von dem auf der Erde unterscheiden, angesichts der unterschiedlichen Zusammensetzung und Dichte der Geschlechtsatmosphäre und der etwas geringeren Schwerkraft sowie des sauren Regens? Welche Auswirkungen hätte dies auf das Shuttle und, falls etwas ausfällt, auf die Besatzung?

  • Ich frage mich, wie sich der atmosphärische Eintritt und der Flug in die Atmosphäre von dem der Erde bis auf das 1-atm-Niveau der Venus (ca. 33 Meilen über der Oberfläche) unterscheiden würden.
  • und wie viel tiefer in die Atmosphäre der Venus ein Space Shuttle gelangen könnte, bevor etwas ausfällt und was (zuerst) aus welchem ​​Grund (extremer Druck / Hitze / Wetter?) ausfallen würde.

Hinweis: Eine ähnliche Frage könnte auf dem Mars gestellt werden, aber da beide Planeten fast ausschließlich Kohlendioxidatmosphäre haben, besteht der einzige große Unterschied in ihrer Schwere. Abgesehen davon wäre der Eintritt bis auf das Niveau von 0,006 atm der Venus ungefähr der gleiche, als ob ein Shuttle in die Marsatmosphäre eintreten würde.

Antworten

31 OrganicMarble Dec 14 2020 at 21:26

Ich kann nicht mit den Flugbahnaspekten sprechen, aber das Orbiter-Besatzungsabteil war sehr unverträglich gegenüber Quetschdruckbelastungen.

Die beiden Unterdruckbegrenzungsventile schützen den Mannschaftsraum vor Quetschungen, wenn der Umgebungsdruck über den Druck in der Kabine steigt. Diese Unterdruckbegrenzungsventile reißen, wenn der Umgebungsdruck 0,2 psid höher als der Kabinendruck ist. Die Unterdruckbegrenzungsventile befinden sich unterhalb der Seitenluke. Kappen sind als redundante Dichtung vorgesehen, um ein Auslaufen über Bord zu verhindern (Abbildung 2-8). Wenn der Druck außerhalb der Kabine über den Kabinendruck steigt, reißen die Überdruckventile, die Kappen springen ab und Luft strömt in die Kabine, um den Druck auszugleichen.

Sobald der Umgebungsdruck höher als ~ 1 bar wurde, strömte die heiße, nicht atmungsaktive Atmosphäre in den Mannschaftsraum.

Referenz: Shuttle ECLSS Trainingshandbuch

10 CarlWitthoft Dec 14 2020 at 20:55

In sehr groben Worten, basierend auf Daten von Wikipedia- und NASA-Sites

Ein leerer SpaceShuttle ist ungefähr 165 000 Pfund schwer und hat ein Volumen von ungefähr 56,1 m (184 ft 1 in). Durchmesser 8,7 m (28 ft 7 in). Eine Dichte von ungefähr 22,5 kg / m ^ 3, während die Atmosphäre der Venus in Bodennähe 67 kg / m ^ 3 beträgt, so dass das Shuttle irgendwo in einer Höhe von etwa 15 km nach oben schweben würde. Oder etwas niedriger, wenn Sie ein paar tausend kg Menschen und Nutzlast hinzufügen.

1 CodeswithHammer Dec 15 2020 at 23:12

Es wird eine sehr raue Landung.

Ich werde die Abstiegs- und Anflugphasen von Hand winken und mich auf die Landung konzentrieren.

Die Shuttle Landing Facility ist eine 4600 m lange, 91 m breite und 40 cm dicke Landebahn. Das Space Shuttle benötigte die meisten Landebahnen für Landungen, selbst mit Schlepprutschen.

Dieses Venus-Shuttle würde eine ähnlich vorbereitete Landebahn für die Landung benötigen, wenn nicht sogar länger. Diese Landebahn und ihr Fundament müssten aus Materialien bestehen, die Temperatur, Druck und korrosive Atmosphäre nach Venus-Standard aufnehmen können. Ohne dies wird das Fahrzeug eine Landung auf unebenem Feld versuchen und würde mit ziemlicher Sicherheit umfangreiche Wartungs- und Reparaturarbeiten erfordern.

Das ist nicht einmal der schwierige Teil - es wird schwierig sein, wieder in den Weltraum zurückzukehren! Das Starten des Startsystems, das Stapeln des Shuttles und das Auftanken bleibt als Übung für den fortgeschrittenen Schüler.