Bagaimana jika pesawat ulang-alik memasuki atmosfer Venus?

Dec 14 2020

Apa perbedaan entri atmosfer Pesawat Ulang-Alik AS di Venus dengan masuk kembali ke Bumi? Katakanlah ada Pesawat Ulang-alik di orbit Venus yang rendah yang melakukan pembakaran masuk (kembali). Bagaimana perbedaan antara atmosfer masuk dan terbang berikut dengan yang ada di Bumi, mengingat komposisi dan kepadatan atmosfer Venerean yang berbeda dan gravitasi yang sedikit lebih rendah, serta hujan asam? Apa dampaknya pada pesawat ulang-alik dan, jika ada yang gagal, pada kru?

  • Saya bertanya-tanya bagaimana entri atmosfer dan penerbangan di atmosfer akan berbeda dari Bumi yang turun ke tingkat 1 atm Venus (yaitu ~ 33 mil di atas permukaan)
  • dan seberapa jauh pesawat ulang-alik bisa mencapai atmosfer Venus sebelum sesuatu gagal dan apa yang gagal (pertama) dan untuk alasan apa (tekanan / panas / cuaca ekstrim?)

Catatan: pertanyaan serupa dapat ditanyakan di Mars tetapi karena kedua planet memiliki atmosfer karbon dioksida yang hampir seluruhnya, satu-satunya perbedaan utama terletak pada gravitasi mereka. Selain itu, masuknya ke Venus '0,006 atm levelnya akan hampir sama seperti jika pesawat ulang-alik memasuki atmosfer Mars.

Jawaban

31 OrganicMarble Dec 14 2020 at 21:26

Tidak dapat berbicara dengan aspek lintasan tetapi kompartemen kru Pengorbit sangat tidak toleran terhadap pemuatan tekanan himpitan.

Dua katup pelepas tekanan negatif melindungi kompartemen kru agar tidak hancur jika tekanan sekitar naik di atas tekanan di kabin. Katup pelepas tekanan negatif ini akan retak saat tekanan sekitar 0,2 psid lebih besar dari tekanan kabin. Katup pelepas tekanan negatif terletak di bawah palka samping. Tutup disediakan sebagai segel yang berlebihan untuk mencegah kebocoran ke laut (Gambar 2-8). Ketika tekanan di luar kabin meningkat di atas tekanan kabin, katup pelepas akan retak, tutupnya akan lepas, dan udara akan mengalir ke kabin untuk menyamakan tekanan.

Jadi begitu tekanan ambien menjadi lebih tinggi dari ~ 1 bar, atmosfer panas yang tidak dapat bernapas akan mulai mengalir ke kompartemen kru.

Referensi: Manual pelatihan ECLSS antar-jemput

10 CarlWitthoft Dec 14 2020 at 20:55

Dalam istilah yang sangat kasar, berdasarkan data dari Wikipedia dan situs NASA

SpaceShuttle kosong sekitar 165.000 pound, dan memiliki volume kira-kira Tinggi, 56,1 m (184 kaki 1 in). Diameter, 8,7 m (28 kaki 7 inci). Jadi, kepadatannya sekitar 22,5 kg / m ^ 3, sedangkan atmosfer Venus di permukaan tanah adalah 67 kg / m ^ 3, jadi Pesawat Ulang-alik itu akan melayang ke sana pada ketinggian sekitar 15 km. Atau sedikit lebih rendah jika Anda menambahkan beberapa ribu kg orang dan muatan.

1 CodeswithHammer Dec 15 2020 at 23:12

Ini akan menjadi pendaratan yang sangat sulit.

Saya akan melambaikan tangan pada fase menurun dan mendekat, dan fokus pada pendaratan.

Fasilitas Shuttle Landing adalah landasan pacu dengan panjang 4600 m, lebar 91 m, dan tebal 40 cm. Pesawat Ulang-alik membutuhkan hampir semua landasan pacu untuk pendaratan, bahkan dengan drag chutes.

Pesawat ulang-alik Venus ini akan membutuhkan landasan pacu yang dipersiapkan serupa untuk pendaratan, bahkan mungkin lebih lama. Landasan pacu ini dan fondasinya harus terbuat dari bahan yang dapat menahan suhu, tekanan, dan atmosfer korosif standar Venus. Tanpa itu, pesawat akan mencoba pendaratan di lapangan kasar, dan hampir pasti membutuhkan perawatan dan perbaikan ekstensif setelahnya.

Itu bahkan bukan bagian yang sulit - kembali ke luar angkasa akan sulit! Membuat sistem peluncuran, menumpuk pesawat ulang-alik, dan mengisi bahan bakar dibiarkan sebagai latihan bagi siswa tingkat lanjut.