Et si une navette spatiale entrait dans l'atmosphère de Vénus?
En quoi l'entrée atmosphérique d'une navette spatiale américaine sur Vénus serait-elle différente de la rentrée sur Terre? Disons qu'il y a une navette spatiale sur une orbite basse de Vénus effectuant une gravure de (ré) entrée. En quoi l'entrée et le vol atmosphériques suivants différeraient-ils de ceux sur Terre, étant donné la composition et la densité différentes de l'atmosphère vénérienne et la gravité un peu plus faible, ainsi que les pluies acides? Quel impact cela aurait-il sur la navette et, en cas de panne, sur l'équipage?
- Je me demande en quoi l'entrée atmosphérique et le vol dans l'atmosphère seraient différents de ceux de la Terre jusqu'au niveau de 1 atm de Vénus (qui est ~ 33 miles au-dessus de la surface)
- et dans quelle mesure une navette spatiale pourrait pénétrer dans l'atmosphère de Vénus avant que quelque chose ne tombe en panne et qu'est - ce qui échouerait (en premier) et pour quelle raison (pression / chaleur / météo extrêmes?)
Remarque: une question similaire pourrait être posée sur Mars mais comme les deux planètes ont une atmosphère presque entièrement de dioxyde de carbone, la seule différence majeure serait dans leurs gravités. En dehors de cela, jusqu'au niveau de 0,006 atm de Vénus, l'entrée serait à peu près la même que si une navette entrait dans l'atmosphère de Mars.
Réponses
Je ne peux pas parler des aspects de trajectoire, mais le compartiment de l'équipage de l'Orbiter était très intolérant à la charge de pression d'écrasement.
Les deux soupapes de décompression empêchent le compartiment de l'équipage d'être écrasé si la pression ambiante dépasse la pression dans la cabine. Ces soupapes de décompression se fissurent lorsque la pression ambiante est supérieure de 0,2 psid à la pression de la cabine. Les soupapes de décharge de pression négative sont situées sous la trappe latérale. Les capuchons sont fournis comme un joint redondant pour éviter les fuites par-dessus bord (Figure 2-8). Lorsque la pression à l'extérieur de la cabine augmente au-dessus de la pression de la cabine, les soupapes de décharge se fissurent, les bouchons se détachent et l'air circule dans la cabine pour égaliser la pression.
Ainsi, dès que la pression ambiante est supérieure à ~ 1 bar, l'atmosphère chaude et irrespirable se met à couler dans le compartiment de l'équipage.
Référence: Manuel de formation Shuttle ECLSS
En termes très approximatifs, sur la base des données des sites Wikipedia et de la NASA
Une navette spatiale vide pèse environ 165 000 livres et a un volume d'environ 56,1 m (184 pi 1 po). Diamètre, 8,7 m (28 pi 7 po). Donc, une densité d'environ 22,5 kg / m ^ 3, tandis que l'atmosphère de Vénus au niveau du sol est de 67 kg / m ^ 3, de sorte que la navette flotterait là-haut quelque part à environ 15 km d'altitude. Ou un peu moins si vous ajoutez quelques milliers de kg de personnes et de charge utile.
Ce sera un atterrissage très difficile.
Je vais passer les phases de descente et d'approche à la main et me concentrer sur l'atterrissage.
L' installation d'atterrissage de la navette est une piste de 4 600 m de longueur, 91 m de largeur et 40 cm d'épaisseur. La navette spatiale avait le plus besoin de toute la piste pour les atterrissages, même avec des glissières de traînée.
Cette navette Venus nécessiterait une piste préparée similaire pour l'atterrissage, sinon même plus. Cette piste et sa fondation devraient être faites de matériaux qui peuvent supporter la température, la pression et l'atmosphère corrosive standard de Vénus. Sans cela, l'engin tentera un atterrissage sur terrain difficile, et nécessitera presque certainement un entretien et des réparations approfondis par la suite.
Ce n'est même pas la partie la plus difficile - retourner dans l'espace sera difficile! La fabrication du système de lancement, l'empilement de la navette et le ravitaillement en carburant sont un exercice pour l'étudiant avancé.