A co by było, gdyby prom kosmiczny wszedł w atmosferę Wenus?
W jaki sposób wejście amerykańskiego promu kosmicznego do atmosfery na Wenus różni się od ponownego wejścia na Ziemię? Powiedzmy, że na niskiej orbicie Wenus znajduje się wahadłowiec kosmiczny, który dokonuje (ponownego) wypalenia. W jaki sposób następujące wejście do atmosfery i lot różniłyby się od tego na Ziemi, biorąc pod uwagę inny skład i gęstość atmosfery Wenecji oraz nieco niższą grawitację, a także kwaśne deszcze? Jaki wpływ miałoby to na prom, a jeśli coś zawiedzie, na załogę?
- Zastanawiam się, jak wejście do atmosfery i lot w atmosferze różniłyby się od tego na Ziemi do poziomu 1 atmosfery Wenus (czyli ~ 33 mil nad powierzchnią)
- i o ile niżej w atmosferę Wenus może dostać się prom kosmiczny, zanim coś się zepsuje i co się zepsuje (najpierw) iz jakiego powodu (ekstremalne ciśnienie / upał / pogoda?)
Uwaga: podobne pytanie można by zadać na Marsie, ale ponieważ obie planety mają prawie całkowicie atmosferę dwutlenku węgla, jedyną istotną różnicą byłaby ich grawitacja. Poza tym, do poziomu 0,006 atmosfery Wenus wejście byłoby mniej więcej takie samo, jak gdyby prom wszedł w atmosferę Marsa.
Odpowiedzi
Nie mogę mówić o aspektach trajektorii, ale przedział załogi Orbiter był bardzo nietolerancyjny dla obciążenia przez zgniatanie.
Dwa zawory nadmiarowe podciśnieniowe chronią przedział załogi przed zgnieceniem, jeśli ciśnienie otoczenia wzrośnie powyżej ciśnienia w kabinie. Te podciśnieniowe zawory nadmiarowe pękną, gdy ciśnienie otoczenia jest o 0,2 psid większe niż ciśnienie w kabinie. Podciśnieniowe zawory bezpieczeństwa znajdują się poniżej bocznej klapy. Zaślepki są dostarczane jako nadmiarowe uszczelnienie, aby zapobiec wyciekom za burtę (Rysunek 2-8). Kiedy ciśnienie na zewnątrz kabiny wzrośnie powyżej ciśnienia w kabinie, zawory nadmiarowe pękną, zaślepki odskoczą, a powietrze napłynie do kabiny, aby wyrównać ciśnienie.
Tak więc, gdy tylko ciśnienie otoczenia wzrośnie powyżej ~ 1 bara, gorąca, niemożliwa do oddychania atmosfera zacznie napływać do przedziału załogi.
Odniesienie: Podręcznik szkoleniowy Shuttle ECLSS
W bardzo przybliżonych kategoriach, na podstawie danych z Wikipedii i witryn NASA
Pusty SpaceShuttle waży około 165 000 funtów i ma objętość w przybliżeniu wysokość 56,1 m (184 ft 1 in). Średnica, 8,7 m (28 stóp 7 cali). A więc gęstość około 22,5 kg / m ^ 3, podczas gdy atmosfera Wenus na poziomie gruntu wynosi 67 kg / m ^ 3, więc prom unosiłby się tam gdzieś na wysokości około 15 km. Lub trochę niżej, jeśli dodamy kilka tysięcy kg ludzi i ładunku.
To będzie bardzo trudne lądowanie.
Zamierzam pokierować fazami zniżania i podejścia i skupię się na lądowaniu.
Obiektu transfer docelowa jest pas startowy 4600 m, 91 m szerokości i grubości 40 cm. Wahadłowiec kosmiczny potrzebował najbardziej na całym pasie startowym do lądowań, nawet ze spadochronami.
Ten wahadłowiec Venus wymagałby podobnie przygotowanego pasa startowego do lądowania, jeśli nie nawet dłużej. Ten pas startowy i jego fundamenty musiałyby być wykonane z materiałów, które mogą wytrzymać typową dla Wenus temperaturę, ciśnienie i korozyjną atmosferę. Bez tego statek będzie próbował lądować w trudnym terenie i prawie na pewno będzie wymagał późniejszej konserwacji i napraw.
To nawet nie jest najtrudniejsze - powrót w kosmos będzie trudny! Wykonanie systemu startowego, ułożenie wahadłowca i uzupełnienie paliwa pozostawia się jako ćwiczenie dla zaawansowanego ucznia.