Атмосферная запись

Mars Exploration Rover (MER) Aeroshell , художественное исполнение

Атмосферная запись (иногда перечисленная как v _Impact или V _вход ) - это движение объекта из космоса газы атмосферы планеты , в и через карликовой планеты или натурального спутника . Существует два основных типа атмосферного входа: неконтролируемая запись , такие как вход астрономических объектов , космический мусор или болиды ; и контролируемый вход (или повторный вход ) космического корабля, способного проходить или следовать заранее определенному курсу. Технологии и процедуры, позволяющие контролируемому атмосферному входу, спуска и посадке космического корабля, в совокупности называются EDL .

Видео о Ориона возвращении на Artemis 1 , показывающее весь процесс повторного входа, неподобный от пространства в Splashdown

Объекты, попадающие в атмосферу, испытывают атмосферное сопротивление , которое создает механическое напряжение на объект, и аэродинамическое нагрев - в основном сжали воздух перед объектом, а также с помощью сопротивления. Эти силы могут вызвать потерю массы ( абляции ) или даже полного распада более мелких объектов, а объекты с более низкой прочностью сжатия могут взорваться.

Повторный вход был достигнут со скоростью от 7,8 км/с для орбиты с низкой землей до 12,5 км/с для зонда Stardust . ^{[ 1 ]} Космические машины с экипажем должны быть замедлены до дозвуковых скоростей до того, как могут быть развернуты парашюты или воздушные тормоза. Такие транспортные средства имеют высокие кинетические энергии, а атмосферное рассеяние является единственным способом потратить это, так как очень нецелесообразно использовать ретролокки для всей процедуры повторного входа.

Баллистические боеголовки и расходные транспортные средства не требуют замедления при повторном входе и на самом деле сделаны оптимизированными, чтобы сохранить их скорость. Кроме того, медленная скорость возвращается на землю из ближнего космоса, таких как высокие прыжки с парашютом с воздушных шаров, не требуют экранирования тепла, поскольку гравитационное ускорение объекта, начиная с относительного покоя изнутри самой атмосфер Создайте достаточно скорости, чтобы вызвать значительное атмосферное нагрев.

Для Земли вход в атмосферы происходит по соглашению на линии Карман на высоте 100 км (62 мили; 54 морских миль) над поверхностью, в то время как в атмосферном входе в Венера происходит на 250 км (160 миль; 130 нм) и в атмосферном марке. Вход со скоростью около 80 км (50 миль; 43 нми). Неконтролируемые объекты достигают высоких скоростей, ускоряясь через пространство к земле под воздействием гравитации Земли и замедляются в результате трения при столкновении с атмосферой Земли. Метеоры также часто путешествуют довольно быстро по сравнению с землей просто потому, что их собственный орбитальный путь отличается от трассы Земли, прежде чем они хорошо столкнутся с гравитацией Земли . Большинство объектов вступают на гиперзвуковых скоростях из-за их суборбитальных (например, межконтинентальных транспортных средств для повторного входа в баллистические ракеты ), орбитальных (например, союз ) или неограниченных (например, метеоров ) траектории. Были разработаны различные передовые технологии, чтобы обеспечить атмосферное повторное введение и полеты с экстремальными скоростями. Альтернативный метод контролируемого атмосферного входа - это плавучесть ^{[ 2 ]} который подходит для планетарного входа, где толстая атмосфера, сильная гравитация или оба фактора усложняют высокоскоростный гиперболический вход, такой как атмосфера Венеры , Титана и гигантских планет . ^{[ 3 ]}

История

Концепция аблятивного теплового экрана была описана еще в 1920 году Робертом Годдардом : «В случае метеоров, которые попадают в атмосферу со скоростями до 30 миль (48 км) в секунду, внутренняя часть метеоров остается холодной,, и эрозия должна в значительной степени, чтобы разбить или растрескиваться внезапно нагретой поверхности. Между поверхностью не будет разрушена в какой -либо значительной степени, тем более что скорость аппарата не была бы настолько великой, как в среднем метеоре ». ^{[ 4 ]}

Практическое развитие систем повторного входа началось как диапазон, и скорость повторного входа в баллистические ракеты увеличилась . Для ранних ракет с коротким диапазоном, таких как V-2 , стабилизация и аэродинамический стресс были важными проблемами (многие V-2 развалились во время повторного входа), но отопление не было серьезной проблемой. Ракеты среднего диапазона, такие как советский R-5 , с диапазоном 1200 километров (650-на-момента), требуется керамическая композитная тепловая экрана на отдельных транспортных средствах для повторного входа (для всей ракетной структуры все больше не было возможно. Первые ICBM с диапазонами от 8000 до 12 000 км (от 4300 до 6500 нм) были возможны только с разработкой современных аблятивных тепловых щитов и тупых транспортных средств.

В Соединенных Штатах эта технология была впервые разработана Х. Джулианом Алленом и А.Дж. Эггерсом -младшим из Национального консультативного комитета по аэронавтике (NACA) в исследовательском центре Ames . ^{[ 5 ]} В 1951 году они сделали противоречивое открытие, что тупая форма (высокое сопротивление) сделала наиболее эффективным тепловым щитом. ^{[ 6 ]} Из простых инженерных принципов Аллен и Эггерс показали, что тепловая нагрузка, испытываемая входным транспортным средством, была обратно пропорциональна коэффициенту сопротивления ; то есть, чем больше сопротивление, тем меньше тепловая нагрузка. Если автомобиль повторного входа стал тупым, воздух не может «уйти с дороги» достаточно быстро и выступает в качестве воздушной подушки, чтобы толкнуть ударную волну и нагретый удар вперед (вдали от транспортного средства). Поскольку большинство горячих газов больше не находятся в прямом контакте с транспортным средством, тепловая энергия останется в шокированном газе и просто перемещается вокруг транспортного средства, чтобы позже рассеять в атмосферу.

Обнаружение Allen и Eggers, хотя и первоначально рассматривалось как военная тайна, в конечном итоге было опубликовано в 1958 году. ^{[ 7 ]}

Терминология, определения и жаргон

Когда атмосферная вход является частью космической посадки или восстановления, особенно на планетарном теле, кроме Земли, вход является частью фазы, называемой входом, спусканием и посадкой , или EDL. ^{[ 8 ]} Когда атмосферная запись возвращается к тому же телу, с которого было запущено транспортное средство, событие называется возвращением (почти всегда относится к входу на Землю).

Основной целью в атмосферном входе космического корабля является рассеивание энергии гиперзвуковой космического корабля, который движется с скоростью , когда он попадает в атмосферу, такую, что оборудование, груз и любые пассажиры замедляются и приземляются рядом с определенным пунктом назначения на поверхности. нулевая скорость при сохранении стрессов на космическом корабле и любых пассажирах в приемлемых пределах. ^{[ 9 ]} Это может быть достигнуто с помощью движительных или аэродинамических (характеристик транспортного средства или парашюта ) или каким -то комбинацией.

Формы въезда

Есть несколько основных форм, используемых при разработке входных транспортных средств:

Сфера или сферическая секция

Самая простая осесимметричная форма - это сфера или сферическая секция. ^{[ 10 ]} Это может быть либо полная сфера, либо сферическая секция перед сходящимся коническим после тела. Аэродинамика сферы или сферической секции легко моделировать аналитически с использованием ньютоновской теории воздействия. Аналогичным образом, тепловой поток сферического сечения может быть точно смоделирован с уравнением Fay -Riddell . ^{[ 11 ]} Статическая устойчивость сферической секции гарантирована, если центр масс транспортного средства находится выше по течению от центра кривизны (динамическая стабильность является более проблематичной). Чистые сферы не имеют подъема. Однако, полетевая под углом атаки , сферический участок имеет скромный аэродинамический подъем, обеспечивающий некоторую способность к перекрестному диапазону и расширяя его входной коридор. В конце 1950-х и начале 1960-х годов высокоскоростные компьютеры еще не были доступны, а вычислительная динамика жидкости все еще была эмбриональной. Поскольку сферическая секция была поддана анализу закрытой формы, геометрия стала дефолтом для консервативного дизайна. Следовательно, экипаж капсулы той эпохи были основаны на сферической секции.

Чистые сферические въездные машины использовались в ранних Советского Востока и Вошхода капсулах , а также в транспортных средствах Советского Марса и Венера . Командный модуль Apollo использовал сферический сечение перед тепловым экраном с сходящимися коническими после тела. Он прилетел на лифтинг с гиперзвуковым углом обрезки атаки -27 ° (0 ° является тупым конец), чтобы получить среднее значение L/D (отношение подъема к драге) 0,368. ^{[ 12 ]} Результирующий подъемник достиг показателя контроля поперечного диапазона, компенсируя центр масс автомобиля от оси симметрии, что позволило направлять подъемную силу влево или справа, свернув капсулу по его продольной оси . Другими примерами геометрии сферической секции в капсулах с экипажем являются союз / зонд , Близнецы и ртуть . Даже эти небольшие количества подъема позволяют траектории, которые оказывают очень значительное влияние на пиковую G-силу , снижая его с 8–9 г для чисто баллистической (замедленной только по перетаскиванию) до 4–5 г, а также значительно снижает пик возвращение тепла. ^{[ 13 ]}

Сфера-конус

Сфера-конус представляет собой сферическую секцию с прикрепленным конусом или притупленным конусом. Динамическая стабильность сферной кости, как правило, лучше, чем у сферической секции. Автомобиль входит в сферу. Благодаря достаточно маленькому полуголовому и правильно расположенному центру масс, сфера может обеспечить аэродинамическую стабильность от въезда Кеплеров до воздействия на поверхность. ( Полноугольный -это угол между осью конуса вращательной симметрии и ее внешней поверхностью, и, следовательно, половина угла, составленного краями поверхности конуса.)

Первоначальной американской сфере Aeroshell был MK-2 RV (повторное транспортное средство), которое было разработано в 1955 году General Electric Corp. Проект MK-2 был получен из теории тупого тела и использовала систему тепловой защиты радиативного охлаждения ( TPS) на основе металлического теплового экрана (различные типы TPS позже описаны в этой статье). MK-2 имел значительные дефекты в качестве системы доставки оружия, т.е. он слишком долго лосвел в верхней атмосфере из-за его нижнего баллистического коэффициента , а также уступил потоку испаренного металла, что делает его очень видимым для радара . Эти дефекты сделали MK-2 чрезмерно восприимчивым к системам антибаллистической ракеты (ABM). Следовательно, general Electric был разработан альтернативной сферой-коной RV для MK-2. ^{[ Цитация необходима ]}

Этот новый RV был MK-6, который использовал неметаллический абляционный TPS, нейлоновый фенол. Этот новый TPS был настолько эффективным, как внесенный тепловой щит, который был значительно сниженной тупой. ^{[ Цитация необходима ]} Тем не менее, MK-6 представлял собой огромный RV с входной массой 3360 кг, длиной 3,1 м и половиной угла 12,5 °. Последующие достижения в области ядерного оружия и аблятивной конструкции TPS позволили RVS значительно меньше с дальнейшим сниженным соотношением тупости по сравнению с MK-6. С 1960-х годов сфера-конус стала предпочтительной геометрией для современных RVS ICBM с типичными полугольными, составляющими от 10 до 11 °. ^{[ Цитация необходима ]}

Reconnaissance Satellite RVS (восстановительные транспортные средства) также использовали форму сферы и стали первым американским примером входного автомобиля, не связанного с общиной ( Discower-I , запущенным 28 февраля 1959 года). Сфера-конус позже использовалась для промежуточных миссий по изучению космоса для других небесных тел или для возвращения из открытого пространства; например, зонд Stardust . В отличие от военных RVS, преимущество более низкой массы TPS тупого тела оставалось с въезда в входные машины пространства, такие как Galileo Lesess, с полуголом 45 ° или викингом с половиной угла 70 °. Входные транспортные средства для разведки пространства приземлились на поверхность или вошли в атмосферы Марса , Венера , Юпитера и Титана .

Биконический

Biconic - это сфера-конус с прикрепленной дополнительной плодовой. Biconic предлагает значительно улучшенное соотношение L/D. Биконический, предназначенный для аэронирования MARS, обычно имеет L/D примерно 1,0 по сравнению с L/D 0,368 для Apollo-CM. Более высокий L/D делает биконическую форму, лучше подходящую для транспортировки людей на Марс из -за более низкого замедления пика. Возможно, самым значительным биконическим когда -либо пролетающим было продвинутое маневренное транспортное средство для возврата (AMARV). Четыре AMARV были сделаны McDonnell Douglas Corp. и представляли собой значительный скачок в изощренности RV. Три AMARV были запущены Minuteman-1 ICBMS 20 декабря 1979 года, 8 октября 1980 года и 4 октября 1981 года. У Amarv была входная масса приблизительно 470 кг, радиус носа 2,34 см, наполовину угла вперед-к-форм 10,4 °. Радиус между фрустами 14,6 см, половинный угол кормового фруста 6 ° и осевая длина 2,079 метра. В открытой литературе никогда не появлялась точная диаграмма или картина AMARV. Тем не менее, был опубликован схематический набросок транспортного средства, подобного AMARV, наряду с траекторией, показывающими повороты шпильки. ^{[ 14 ]}

Отношение AMARV контролировалось с помощью лоскута для кузова (также называемого лоскутом с разделенным ветром ) вместе с двумя лопатками рыскания, установленными по бокам транспортного средства. Гидравлическое действие использовалось для контроля лоскутов. AMARV руководствовался полностью автономной навигационной системой, предназначенной для уклонения от антибаллистического ракетного перехвата (ABM). McDonnell Douglas DC-X (также Biconic) был, по сути, масштабированной версией AMARV. AMARV и DC-X также послужили основой для неудачного предложения о том, что в конечном итоге стало Lockheed Martin X-33 .

Неусимметричные формы

Несазимметричные . фигуры использовались для въезда в экипаж Одним из примеров является крылатая орбитальная машина, которая использует дельта -крыло для маневрирования во время спуска, очень похоже на обычный планер. Этот подход использовался американским космическим челноком и Советским Буран . Подъемный корпус является еще одной геометрией въезда и использовался с транспортным средством X-23 Prime (точное восстановление, включая вход в маневрирование). ^{[ Цитация необходима ]}

Входной нагрев

Вид на плазменную трассу Близнеца 2 повторного входа

Объекты, попадающие в атмосферу из пространства с высокими скоростями по сравнению с атмосферой, будут вызывать очень высокий уровень нагрева . Атмосферное нагревание вводится в основном из двух источников:

Конвекция потока горячего газа мимо поверхности тела и каталитической реакции химической рекомбинации между поверхностными и атмосферными газами; и
излучение от энергетического удара слоя , который образуется спереди и боковыми сторонами тела ^{[ 15 ]}

По мере увеличения скорости как конвективного, так и радиационного нагрева увеличивается, но с разными скоростями. На очень высоких скоростях радиационное нагревание будет доминировать в конвективных тепловых потоках, поскольку радиационное нагревание пропорционально восьмой мощности скорости, в то время как конвективное нагревание пропорционально третьей мощности скорости. Таким образом, радиационное нагрев преобладает на ранних стадиях атмосферного входа, в то время как конвекция преобладает на более поздних фазах. ^{[ 15 ]}

Во время определенной интенсивности ионизации радио-черная с космическим кораблем. производится ^{[ 16 ]}

В то время как график въезда НАСА на земле составляет 400 000 футов (122 км), основное отопление во время контролируемого входа происходит на высоте от 65 до 35 километров (от 213 000 до 115 000 футов), достигая максимума в 58 километрах (190 000 футов). ^{[ 17 ]}

Шоковой слой физика газа

При типичных температурах повторного входа воздух в ударном слое является и ионизированным , так и диссоциированным . ^{[ Цитация необходима ]}^{[ 18 ]} Эта химическая диссоциация требует различных физических моделей для описания тепловых и химических свойств ударного слоя. Существует четыре основных физических моделей газа, которые важны для инженеров авиации, которые проектируют тепловые щиты:

Идеальный газовый модель

Почти все инженеры по аэронавите преподают идеальную (идеальную) модель газа во время обучения в бакалавриате. Большинство важных идеальных уравнений газа вместе с соответствующими таблицами и графиками показаны в отчете NACA 1135. ^{[ 19 ]} Выдержки из NACA Report 1135 часто появляются в приложениях учебников Thermodynamics и знакомы с большинством инженеров -авиации, которые проектируют сверхзвуковые самолеты.

Идеальная теория газа элегантна и чрезвычайно полезна для проектирования самолетов, но предполагает, что газ химически инертный. С точки зрения дизайна самолетов, можно предположить, что воздух является инертным для температур менее 550 К (277 ° C; 530 ° F) при одном давлении атмосферы. Совершенная теория газа начинает разрушаться при 550 К и не используется при температуре более 2000 К (1730 ° C; 3140 ° F). Для температуры более 2000 К, дизайнер теплового экрана должен использовать реальную модель газа .

Реальная (равновесная) модель газа

Момент подачи въезда в автомобиль может значительно повлиять на эффекты реального газа. Как командный модуль Apollo, так и космический челнок были разработаны с использованием неверных моментов подачи, определенных с помощью неточного моделирования реального газа. Угол атаки атаки Аполлона-КМ был выше, чем первоначально оценивалось, что привело к более узкому коридору в режиме обратного входа в лунный вход. Фактический аэродинамический центр Колумбии был выше по течению от рассчитанного значения из-за эффектов реального газа. На - STS первом полете в Колумбии ( 1 ) астронавты Джон Янг и Роберт Криппен имели некоторые тревожные моменты во время повторного входа, когда возникала забота о потере контроля над транспортным средством. ^{[ 20 ]}

Равновесная модель реального газа предполагает, что газ химически реактивен, но также предполагает, что все химические реакции имели время для завершения, и все компоненты газа имеют одинаковую температуру (это называется термодинамическим равновесием ). Когда воздух обрабатывается ударной волной, он перегрет сжатием и химически диссоциирует множество различных реакций. Прямое трение на объект повторного входа не является основной причиной нагрева ударного слоя. Это вызвано в основном из -за изоентропного нагрева молекул воздуха в волне сжатия. Увеличение энтропии на основе трения молекул внутри волны также объясняет некоторое нагрев. ^{[ Оригинальное исследование? ]} Расстояние от ударной волны до точки застоя на переднем крае входного автомобиля называется ударной волной . Приблизительное правило большого правила для расстояния противостояния ударной волны в 0,14 раза превышает радиус носа. Можно оценить время перемещения для молекулы газа от ударной волны до точки застоя, предполагая скорость свободного потока 7,8 км/с и радиус носа в 1 метр, то есть время движения составляет около 18 микросекунд. Это примерно время, необходимое для того, чтобы химическая диссоциация, инициированная ударами, приблизиться к химическому равновесию в ударном слое для входа 7,8 км/с в воздух во время пикового теплового потока. Следовательно, по мере того, как воздух приближается к точке стагнации входного транспортного средства, воздух эффективно достигает химического равновесия, что позволяет использовать равновесную модель. Для этого случая большая часть ударного слоя между ударной волной и передним краем входного транспортного средства химически реагирует, а не в состоянии равновесия. Уравнение Фэй -Ридделла , ^{[ 11 ]} что имеет крайнее значение для моделирования теплового потока, обязан своей достоверностью, точка стагнации находится в химическом равновесии. Время, необходимое для того, чтобы газовый газ для достижения равновесия сильно зависит от давления ударного слоя. Например, в случае входа зонда Галилео в атмосферу Юпитера, ударный слой находился в основном в равновесии во время пикового теплового потока из -за очень высоких давлений (это противоречит интуитивности, учитывая, что скорость свободного потока составляла 39 км/с во время пикового тепла поток).

Определение термодинамического состояния точки застоя сложнее в модели равновесного газа, чем идеальная модель газа. Под идеальной моделью газа соотношение определенных тепла (также называемых исцентропным показателем , адиабатическим индексом , гамма или каппой ) предполагается постоянным наряду с константой газа . Для реального газа соотношение удельных теплов может сильно колебаться в зависимости от температуры. Под идеальной моделью газа существует элегантный набор уравнений для определения термодинамического состояния вдоль постоянной линии энтропийного потока, называемой изоентропной цепью . Для настоящего газа изонтропная цепь не является использование, а диаграмма моллир будет использоваться вместо этого для ручного расчета. Тем не менее, графическое решение с диаграммой Mollier в настоящее время считается устаревшим с современными дизайнерами теплового экрана, использующими компьютерные программы на основе цифровой таблицы поиска (другая форма диаграммы Mollier) или программы термодинамики на основе химии. Химический состав газа в равновесии с фиксированным давлением и температурой может быть определена через Метод свободной энергии Гиббса . Свободная энергия Гиббса - это просто полная энтальпия газа за минус общей энтропии температуры . Программа химического равновесия обычно не требует химических формул или уравнений в области реакции. Программа работает, сохраняя исходную элементарную численность, указанные для газа, и изменяя различные молекулярные комбинации элементов посредством численной итерации до тех пор, пока не будет рассчитана наименьшая возможная свободная энергия Гиббса ( метод Ньютона -Рафсона является обычной численной схемой). База данных для программы свободной энергии Gibbs поступает из спектроскопических данных, используемых при определении функций разделения . Среди лучших равновесных кодов, существующих, - это программное химическое равновесие с приложениями (CEA), которое было написано Бонни Дж. Макбрайдом и Санфордом Гордоном в НАСА Льюис (теперь переименован в «Исследовательский центр НАСА Гленн»). Другими именами для CEA являются «код Гордона и Макбрайда» и «Код Льюиса». CEA довольно точнее до 10 000 К для планетарных атмосферных газов, но непригодны для 20 000 К ( Двойная ионизация не смоделирована). CEA может быть загружен из Интернета вместе с полной документацией и будет компилировать на Linux под компилятором G77 Fortran .

Реальная (неравновесная) модель газа

Неравновесная модель реального газа-это наиболее точная модель физики газа ударного слоя, но ее сложнее решить, чем модель равновесия. Самая простая неравновесная модель- модель Lighthill-Freeman, разработанная в 1958 году. ^{[ 21 ]}^{[ 22 ]} Модель Lighthhill-Freeman первоначально предполагает газ, состоящий из одного диатомического вида, подверженного только одной химической формуле и его обратному; Например, n ₂ = n + n и n + n = n ₂ (диссоциация и рекомбинация). Из-за своей простоты модель Lighthill-Freeman является полезным педагогическим инструментом, но слишком проста для моделирования неравновесного воздуха. Обычно предполагается, что воздух имеет состав моль -фракции 0,7812 молекулярного азота, 0,2095 молекулярного кислорода и 0,0093 аргона. Самая простая реальная модель газа для воздуха - это пять видов модели , которая основана на N ₂ , O ₂ , No, N и O. Модель пяти видов не предполагает ионизации и игнорирует такие виды трасси, как диоксид углерода.

При запуске программы равновесного равновесия Гиббса, ^{[ нужно разъяснения ]} Итеративный процесс от первоначально указанного молекулярного состава до конечного расчетного равновесного состава по существу является случайным и не точным времени. Благодаря неравновесной программе процесс вычисления является точным времени и следует по пути раствора, продиктованным химическими и скоростями реакции. Модель пяти видов имеет 17 химических формул (34 при подсчете обратных формул). Модель Lighthhill-Freeman основана на одном обычном дифференциальном уравнении и одно-алгебраическом уравнении. Модель пять видов основана на 5 обычных дифференциальных уравнениях и 17 алгебраических уравнениях. ^{[ Цитация необходима ]} Поскольку 5 обычных дифференциальных уравнений тесно связаны, система численно «жесткая» и трудно решить. Модель пяти видов можно использовать только для входа с низкой орбиты Земли , где скорость входа составляет приблизительно 7,8 км/с (28 000 км/ч; 17 000 миль в час). Для получения лунного возврата 11 км/с, ^{[ 23 ]} Шоковой слой содержит значительное количество ионизированного азота и кислорода. Модель с пятью видами больше не является точной, и вместо этого должна использоваться модель двенадцати специпов. Марса -Змь Скорости интерфейса атмосферного въезда на траектории находятся на порядок 12 км/с (43 000 км/ч; 27 000 миль в час). ^{[ 24 ]} Моделирование высокоскоростного атмосферного входа MARS, которое включает в себя углекислый газ, атмосфера азота и аргона, является еще более сложной, требующей модели с 19 спецификациями. ^{[ Цитация необходима ]}

Важным аспектом моделирования неравновесного реального газа является радиационный тепловой поток. Если транспортное средство входит в атмосферу с очень высокой скоростью (гиперболическая траектория, лунная доходность) и имеет большой радиус носа, то радиационный тепловой поток может доминировать в нагревании TPS. Радиционный тепловой поток во время въезда в атмосферу воздуха или углекислого газа обычно происходит от асимметричных диатомных молекул; Например, цианоген (CN), моноксида углерода , оксид азота (NO), одноионизированный молекулярный азот и т. Д. Эти молекулы образуются с помощью амортизационной волны, диссоциивающего окружающий атмосферный газ, сопровождаемый рекомбинацией внутри удара в новые молекулярные виды. Вновь сформированные диатомные молекулы изначально имеют очень высокую вибрационную температуру, которая эффективно преобразует колебательную энергию в сияющую энергию ; т.е. радиационный тепловой поток. Весь процесс происходит менее чем за миллисекунду, что делает моделирование задачей. Экспериментальное измерение радиационного теплового потока (обычно выполняемое с помощью ударных труб) вместе с теоретическим расчетом через неустойчивую Уравнение Schrödinger входит в число более эзотерических аспектов аэрокосмической инженерии. Большая часть исследований аэрокосмических исследований, связанных с пониманием радиационного теплового потока, была проведена в 1960 -х годах, но в значительной степени прекратилась после завершения программы Аполлона. Радиационный тепловой поток в воздухе был достаточно понятен, чтобы обеспечить успех Аполлона. Тем не менее, радиационный тепловой поток в углекисении (вход на Марс) до сих пор едва понят и потребует основных исследований. ^{[ Цитация необходима ]}

Модель замороженного газа

Модель замороженного газа описывает особый случай газа, который не находится в равновесии. Название «замороженный газ» может вводить в заблуждение. Замороженный газ не «замороженный», как лед замороженная вода. Скорее замороженный газ «заморожен» со временем (предполагается, что все химические реакции остановились). Химические реакции обычно обусловлены столкновениями между молекулами. Если давление газа медленно снижается так, что химические реакции могут продолжаться, то газ может оставаться в равновесии. Тем не менее, возможно, чтобы давление газа было настолько внезапно уменьшено, что почти все химические реакции останавливаются. Для этой ситуации газ считается замороженным. ^{[ Цитация необходима ]}

Различие между равновесием и замороженным важным, потому что это возможно, чтобы газ, такой как воздух, имеет значительно различные свойства (скорость звука, вязкость и т. Д.) Для одного и того же термодинамического состояния; например, давление и температура. Замороженный газ может быть серьезной проблемой в следе за въездом. Во время повторного входа воздух свободного потока сжимается до высокой температуры и давления в результате ударной волны въезда. Неравновесный воздух в ударном слое затем транспортируется мимо ведущей стороны транспортного средства в область быстро расширяющегося потока, который вызывает замораживание. Затем замороженный воздух может быть увлечен в зацепленный вихрь за въездным автомобилем. Правильно моделировать поток после входного транспортного средства очень сложно. Тепловой защитный экранинг (TPS) нагрев в транспортном средстве после тела, как правило, не очень высок, но геометрия и неустойчивость пробуждения транспортного средства могут значительно повлиять на аэродинамику (момент подачи) и особенно динамическую стабильность. ^{[ Цитация необходима ]}

Системы тепловой защиты

Система тепловой защиты , или TPS, - это барьер, который защищает космический корабль во время жгучих тепла атмосферного возвращения. Используются несколько подходов к тепловой защите космического корабля, среди них аблятивные тепловые экраны, пассивное охлаждение и активное охлаждение поверхностей космических кораблей. В целом они могут быть разделены на две категории: аблятивные TPS и повторно используемые TPS. Аблятивные ТП требуются, когда космические ремесла достигают относительно низкой высоты, прежде чем замедлиться. Космические космические аппараты, такие как космический челнок, предназначены для замедления на высокой высоте, чтобы они могли использовать повторно используемые TPS. (См.: Система тепловой защиты космического челнока ). Системы тепловой защиты испытываются в высоких энтальпических наземных испытаниях или ветряных туннелях в плазме, которые воспроизводят комбинацию высокой энтальпии и высокого давления застой с использованием индукционной плазмы или плазмы DC.

Абляция

Аблятивный тепловой щит функционирует , поднимая газ горячего ударного слоя от внешней стены теплового экрана (создавая более холодный пограничный слой ). Пограничный слой происходит от выдувания газообразных продуктов реакции из материала теплового экрана и обеспечивает защиту от всех форм теплового потока. Общий процесс уменьшения теплового потока, испытываемого внешней стенкой теплового экрана с помощью пограничного слоя, называется блокировкой . Абляция происходит на двух уровнях в аблятивных TPS: внешняя поверхность материала TPS, таяния и возвышенных , в то время как основная часть материала TPS подвергается пиролизу и выпускает газы продуктов. Газ, произведенный пиролизом, - это то, что движет дубинками и вызывает блокировку конвективного и каталитического теплового потока. Пиролиз может быть измерен в режиме реального времени с использованием термогравиметрического анализа , чтобы можно было оценить аблятивную производительность. ^{[ 25 ]} Абляция также может обеспечить блокировку радиационного теплового потока, введя углерод в ударный слой, что делает его оптически непрозрачным. Радиационная блокажа теплового потока была основным механизмом тепловой защиты материала TPS Galileo TPS (углеродного фенола). Углеродный фенол был первоначально разработан в виде материала горла ракетной формы (используется в космическом шаттле сплошной ракетной ракетной бустеры ) и для кончиков носа с ва-экипацией.

Ранние исследования технологии абляции в США были сосредоточены в НАСА в исследовательском центре Эймсе, расположенном в Моффетт Филд , штат Калифорния. Исследовательский центр Эймса был идеальным, так как в нем было многочисленные ветряные туннели, способные генерировать различные скорости ветра. Первоначальные эксперименты обычно устанавливали макет аблятивного материала, который будет проанализирован в гиперзвуковой аэродинамической трубе. ^{[ 26 ]} Тестирование аблятивных материалов происходит в комплексе реактивного самолета Ames. Многие системы тепловой защиты космического корабля были протестированы на этом объекте, включая материалы Apollo, Space Thfttle и Orion Heat Shield. ^{[ 27 ]}

Теплопроводность . конкретного материала TPS обычно пропорциональна плотности материала ^{[ 28 ]} Углеродный фенол является очень эффективным аблятивным материалом, но также имеет высокую плотность, которая нежелательна. Если тепловой поток, испытываемый входным средством, недостаточна для создания пиролиза, то проводимость материала TPS может позволить проводящему тепловой проводимости в материал линии связи TPS, что приводит к разрушению TPS. Следовательно, для въездных траекторий, вызывающих более низкий тепловой поток, фенол углерода иногда является неуместным, и материалы TPS с более низкой плотностью, такие как следующие примеры, могут быть лучшим выбором проектирования:

Супер-светлый аблятор

SLA в SLA-561V обозначает супер-светлый аблятор . SLA-561V является запатентованным аблятивом, созданным Lockheed Martin , который использовался в качестве основного материала TPS на всех входных транспортных средствах с сферой 70 °, отправленных НАСА на Марс, кроме научной лаборатории Марса (MSL). SLA-561V начинает значительную абляцию при тепловом потоке приблизительно 110 Вт/см ², но потерпит неудачу для тепловых потоков более 300 Вт/см ²Полем MSL Aeroshell TPS в настоящее время предназначен для выдержания пикового теплового потока 234 Вт/см. ²Полем Пиковый тепловой поток, испытываемый Viking 1 Aeroshell, который приземлился на Марсе, составлял 21 Вт/см. ²Полем Для Viking 1 TPS действовал как обугленная теплоизолятор и никогда не испытывал значительной абляции. Викинг 1 был первым Марс Ландером и основанным на очень консервативном дизайне. У викинга Aeroshell был диаметр базы 3,54 метра (самый большой, используемый на Марсе до научной лаборатории Mars). SLA-561V применяется путем упаковки абляционного материала в сотовое ядро, которое предварительно связано с конструкцией Aeroshell, что обеспечивает конструкцию большого теплового экрана. ^{[ 29 ]}

Фенольный пропитан углеродным аблятором

Фенольно-пропитанное углеродистое арбалор (PICA), преформ углеродного волокна, пропитанная в фенольной смоле , ^{[ 30 ]} является современным материалом TPS и обладает преимуществами низкой плотности (намного легче, чем углеродный фенол) в сочетании с эффективной аблятивной способностью при высоком тепловом потоке. Это хороший выбор для аблятивных приложений, таких как условия с высоким пиковым нагреванием, обнаруженные в миссиях по возврату образцов или миссий по луче. Теплопроводность PICA ниже, чем другие материалы с высоким содержанием нагрева, такие как обычные углеродные фенольные фенольные. ^{[ Цитация необходима ]}

PICA был запатентован исследовательским центром НАСА Эймс в 1990 -х годах и был основным материалом TPS для Stardust Aeroshell. ^{[ 31 ]} Капсула с образцом-возвратом Stardust была самым быстрым искусственным объектом, когда-либо вернувшимся в атмосферу Земли, со скоростью 28 000 миль в час (около 12,5 км/с) на высоте 135 км. Это было быстрее, чем капсулы миссии Аполлона, и на 70% быстрее, чем трансфер. ^{[ 1 ]} PICA имел решающее значение для жизнеспособности миссии Stardust, которая вернулась на Землю в 2006 году. Тепловой щит Stardust (диаметр базы 0,81 м) был изготовлен из одного монолитного размера, чтобы выдержать номинальную пиковую скорость нагрева 1,2 кВт/см. ²Полем Тепловой щит PICA также использовался для вступления в научную лабораторию Марса в марсианскую атмосферу . ^{[ 32 ]}

Pic-x

в 2006–2010 гг . Была разработана улучшенная и легкая в создании версии под названием PICA-X SpaceX в 2006–2010 годах. ^{[ 32 ]} Для дракона капсулы пространства . ^{[ 33 ]} Первое испытание на возвращение на тепловое щит PICA-X было на миссии Dragon C1 8 декабря 2010 года. ^{[ 34 ]} Pica-X Heat Shield был спроектирован, разработан и полностью квалифицирован небольшой командой из дюжины инженеров и техников менее чем за четыре года. ^{[ 32 ]} PICA-X в десять раз дешевле в производстве, чем материал НАСА PICA Heat Shield. ^{[ 35 ]}

Пика-3

Вторая улучшенная версия PICA-названная PICA-3-была разработана SpaceX в середине 2010-х годов. В первом полете в первом полете на космическом корабле «Экипаж Дракона» в 2019 году во время демонстрационной миссии летной демонстрации в апреле 2019 года и регулярно служил на этом космическом корабле в 2020 году. ^{[ 36 ]}

Харл

PICA и большинство других абляционных TPS материалов либо являются запатентованными, либо классифицированными, причем составы и производственные процессы не раскрыты в открытой литературе. Это ограничивает способность исследователей изучать эти материалы и препятствовать разработке систем тепловой защиты. Таким образом, группа диагностики с высокой энтальпией (HEFDIG) в Университете Штутгарта разработала открытый углерод-фенолический абляционный материал, называемый экспериментальным лабораторным материалом HEFDIG (Harlem) из коммерчески доступных материалов. Гарлем готовится путем пропитки подготовки пористого монолита углеродного волокна (такого как жесткая изоляция углерода) с помощью раствора фенольной смолы резоль и поливинилпирролидона в этиленгликоле , нагрев для полимеризации смолы и затем удаляет растворитель в вакууме. Полученный материал вылечен и обрабатывается до желаемой формы. ^{[ 37 ]}^{[ 38 ]}

Сирик

В исследовательском центре НАСА Эймс также использовался многоразовый керамический абалтор многократного использования (SIRCA) и использовался на бэксхенской интерфейсной пластине (BIP) Aeroshells Mars Pathfinder и Mars Exploration Rover (MER). BIP находился в точках прикрепления между защитой Aeroshell (также называемой Afterbody или Aft Cover) и круизным кольцом (также называемой круизной сценой). SIRCA также была основным материалом TPS для неудачных MARS 2 (DS/2) датчиков MARS -Impactor с их аэрошетами с диаметром 0,35 метра (1,1 фута). Sirca - это монолитный изолирующий материал, который может обеспечить тепловую защиту посредством абляции. Это единственный материал TPS, который может быть обработан на пользовательские фигуры, а затем применен непосредственно к космическому космическому космическому космическому Корабе. Там не требуется пост-обработка, термообработка или необходимые дополнительные покрытия (в отличие от космического челнока). Поскольку Sirca может быть обработана для точных форм, его можно применить в виде плиток, передовых секций, полных носовых крышек или в любом количестве пользовательских форм или размеров. По состоянию на 1996 ^[update], Sirca была продемонстрирована в приложениях интерфейса Backshell, но еще не как материал переднего тела TPS. ^{[ 39 ]}

Avcoat

Avcoat -это Ablative Heat Shield, наполненная НАСА, система , заполненная стеклом эпоксидная , новолак . ^{[ 40 ]}

Первоначально НАСА использовало его для командного модуля Apollo в 1960-х годах, а затем использовало материал для его следующего поколения за пределами модуля экипажа Orion Low Earth Orion , который сначала пролетел в тесте в декабре 2014 года, а затем оперативно в ноябре 2022 года. ^{[ 41 ]} Avcoat, который будет использоваться на Орионе, был переформулирован в соответствии с законодательством окружающей среды, которое было принято с конца Аполлона. ^{[ 42 ]}^{[ 43 ]}

Тепловое замочивание

Термическое замащение является частью почти всех схем TPS. Например, абляционный тепловой экранинг теряет большую часть своей тепловой защиты, когда температура наружной стенки падает ниже минимального необходимого для пиролиза. С того времени до конца теплового импульса теплоте от конвекций ударного слоя в внешнюю стенку теплового экрана и в конечном итоге будут вводить на полезную нагрузку. ^{[ Цитация необходима ]} Этот результат можно предотвратить, выбросив тепловой щит (с его тепловой заманой) до тепла, проводящегося во внутреннюю стену.

Рефрактерная изоляция

Рефрактерная изоляция сохраняет тепло во внешнем слое поверхности космического корабля, где она проводится воздухом. ^{[ 44 ]} Температура поверхности повышается до уровня накаливания, поэтому материал должен иметь очень высокую температуру плавления, а материал также должен демонстрировать очень низкую теплопроводность. Материалы с этими свойствами имеют тенденцию быть хрупкими, деликатными и трудными для изготовления в больших размерах, поэтому они, как правило, изготовлены как относительно небольшие плитки, которые затем прикрепляются к структурной коже космического корабля. Существует компромисс между прочности и теплопроводности: меньше проводящих материалов, как правило, более хрупкие. В космическом челноке использовались несколько типов плиток. Плитки также используются на Boeing X-37 , Dream Chaser и на верхней стадии Starship .

Поскольку изоляция не может быть совершенной, некоторая тепловая энергия хранится в изоляции и в основном материале («термическое замачивание») и должна быть рассеивается после того, как космический корабль выходит из высокотемпературного полета. Некоторая часть этого тепла будет повторно оцениваться через поверхность или будет перенесена с поверхности конвекцией, но некоторые будут нагревать структуру и интерьер космического корабля, что может потребовать активного охлаждения после посадки. ^{[ 44 ]}

Типичные космические шаттлы TPS Tils ( Li-900 ) обладают замечательными термозащитными свойствами. Плитка Li-900, подвергшаяся воздействию температуры 1000 К с одной стороны, останется просто теплой на ощупь с другой стороны. Тем не менее, они относительно хрупкие и легко ломаются и не могут выжить в полете.

Пассивно охлажденный

В некоторых ранних баллистических ракетных RV (например, MK-2 и суборбитальный космический корабль ртуть ), радиативно охлажденные TP для изначально использовали Хранилие тепло обратно в атмосферу. Тем не менее, более ранняя версия этой техники требовала значительного количества металлических ТП (например, титан , бериллий , медь и т. Д.). Современные дизайнеры предпочитают избегать этой добавленной массы, используя абляционные и термо-соусы.

Системы тепловой защиты полагаются на использование излучательной способности с высокой излучательной средой (HECS) для облегчения радиационного охлаждения , в то время как основной пористый керамический слой служит для защиты структуры от высоких температур поверхности. Высокие термически стабильные значения излучения в сочетании с низкой теплопроводностью являются ключом к функциональности таких систем. ^{[ 45 ]}

Радиативно охлаждаемые TPS можно найти на современных транспортных средствах, но усиленный углерод -углерод (RCC) (также называемый углерод -углерод ) обычно используется вместо металла. RCC представлял собой материал TPS на носовом конусе космического челнока и ведущие края крыла, а также был предложен в качестве передового материала для X-33 . Углерод является наиболее рефрактерным материалом, известным, с температурой сублимации с одной атмосферой 3825 ° C (6917 ° F) для графита. Эта высокая температура сделала углерод очевидным выбором в качестве радиативно охлажденного материала TPS. Недостатки RCC заключаются в том, что в настоящее время он дороги для производства, тяжелые и не имеют устойчивой воздействия. ^{[ 46 ]}

Некоторые высокоскоростные самолеты , такие как SR-71 Blackbird и Concorde , имеют дело с нагревом, аналогичным тем, которое испытывает космический корабль, но с гораздо более низкой интенсивностью и по часам. Исследования титановой кожи SR-71 показали, что металлическая структура была восстановлена до его первоначальной силы посредством отжига из-за аэродинамического нагрева. В случае согласия алюминиевому носу было разрешено достигать максимальной рабочей температуры 127 ° C (261 ° F) (приблизительно 180 ° C (324 ° F) теплее, чем нормально суб-нулевой, окружающий воздух); Металлургические последствия (потери характера ), которые будут связаны с более высокой пиковой температурой, были наиболее значимыми факторами, определяющими максимальную скорость самолета.

Радиативно охлаждаемый TPS для входного автомобиля часто называют TPS с горячим металлом . Ранние дизайны TPS для космического челнока предусматривали TPS с горячим металлом на основе никелевой суперплагии (дублированный René 41 ) и титановой черепицы. ^{[ 47 ]} Эта концепция трансфера TPS была отвергнута, потому что считалось, что TP на основе кремнеземой плитки будут включать более низкие затраты на разработку и производство. ^{[ Цитация необходима ]} Никелевой суперплавок -Shingle TPS снова был предложен для неудачного прототипа X-33 с одной стадией-орбита (SSTO). ^{[ 48 ]}

В последнее время были разработаны более новые материалы TPS, которые могут превзойти RCC. Известные как сверхвысокая температурная керамика , они были разработаны для прототипа стройного гипер-переученичества аэротермодинамического исследования (SHARP). Эти материалы TPS основаны на дибориде циркония и дибориде гафния . Sharp TPS предположил улучшения производительности, позволяющие обеспечить устойчивый полет Mach 7 на уровне моря, полете MACH 11 на высоте 100 000 футов (30 000 м), и значительные улучшения для транспортных средств, предназначенных для непрерывного гиперзвукового полета. Острые материалы TPS позволяют острым ведущим краям и носовым конусам значительно уменьшить сопротивление для авиакомпании комбинированного цикла, прописных космических аппаратов и подъемных тел. Острые материалы демонстрировали эффективные характеристики TPS от нуля до более чем 2000 ° C (3630 ° F), с точками плавления более 3500 ° C (6330 ° F). Они структурно сильнее RCC и, таким образом, не требуют структурного подкрепления с такими материалами, как Inconel. Острые материалы чрезвычайно эффективны при повторном поглощенном тепло, что устраняет необходимость в дополнительных TPS сзади и между острыми материалами и обычной структурой транспортного средства. НАСА изначально финансировало (и прекратило) многофазную программу НИОКР Университет Монтаны в 2001 году для проверки острых материалов на испытательных транспортных средствах. ^{[ 49 ]}^{[ 50 ]}

Активно охлажденный

Были предложены различные усовершенствованные многоразовые космические и гиперзвуковые конструкции самолетов для использования тепловых щитов, изготовленных из температурных металлических сплавов , которые включают в себя хладагент или криогенное топливо, циркулирующие их.

Такая концепция TPS была предложена для национальной аэрокосмической плоскости X-30 (NASP) в середине 80-х годов. ^{[ Цитация необходима ]} Предполагалось, что NASP был гиперзвуковым самолетом с скринином , но не смог в разработке. ^{[ Цитация необходима ]}

В 2005 и 2012 годах было выпущено два беспилотных суда для подъемного кузова с активно охлажденными корпусами в рамках немецкого эксперимента по летном рейтингу Sharp Edge (Shefex). ^{[ Цитация необходима ]}

В начале 2019 года SpaceX разрабатывал активно охлажденный тепловой экранинг для своего космического корабля «Звездный корабль» , где часть системы тепловой защиты будет представлена транспирационно охлажденной конструкцией внешней кожи для въезда в космос. ^{[ 51 ]}^{[ 52 ]} Тем не менее, SpaceX отказался от этого подхода в пользу современной версии плиток Heat Shield позже в 2019 году. ^{[ 53 ]}^{[ 54 ]}

Вторая этап Spoke Space Nova , объявленная в октябре 2023 года и еще не летающая, использует регенеративно охлажденный (жидким водородом) тепловой щит. ^{[ 55 ]}

В начале 1960 -х годов были предложены различные системы TPS для использования воды или другой охлаждающей жидкости, распыленной в ударной слой, или проходили через каналы в тепловом экране. Преимущества включали возможность более металлических конструкций, которые будут дешевле развиваться, быть более прочными и устранить необходимость в классифицированных и неизвестных технологиях. Недостатки являются повышенным весом и сложностью и более низкой надежностью. Концепция никогда не была пролетана, но аналогичная технология (сопло заглушки ^{[ 47 ]}) прошел обширные наземные испытания.

Движущая вход

Разрешение на топливо, ничто не мешает транспортному средству войти в атмосферу с ретроградным ожогом двигателя, который имеет двойной эффект, замедляя автомобиль намного быстрее, чем атмосферное сопротивление, и вынуждение сжатого горячего воздуха от тела автомобиля. Во время повторного входа первая стадия SpaceX Falcon 9 выполняет ожог, чтобы быстро замедляться с его первоначальной гиперзвуковой скорости. ^{[ Цитация необходима ]}

Пернатый вход

В 2004 году дизайнер самолетов Берт Рутан продемонстрировал осуществимость изменяющей форму аэродинамического профиля для повторного входа с суборбитальным космическим кораблем . Крылья на этом ремесле вращаются вверх в пернатую конфигурацию , которая обеспечивает эффект Shuttlecock . Таким образом, космический корабль достигает гораздо большего аэродинамического сопротивления при повторном входе, не испытывая значительных тепловых нагрузок.

Конфигурация увеличивает сопротивление, так как ремесло теперь менее оптимизировано и приводит к большему количеству частиц атмосферного газа, попадающих в космический корабль на больших высотах, чем в противном случае. Таким образом, самолет замедляется в более высоких атмосферных слоях, что является ключом к эффективному возвращению. Во -вторых, самолет будет автоматически ориентироваться в этом состоянии на отношение высокого сопротивления. ^{[ 56 ]}

Тем не менее, скорость, достигнутая космическим кораблем до повторного введения, намного ниже, чем у орбитального космического корабля, и инженеры, включая Рутан, признают, что метод повторного входа в пернатую часть не подходит для возврата с орбиты.

4 мая 2011 года первое испытание на космическом пространстве механизма перья была проведена во время глинистого светильника после выпуска от белого рыцаря два. Превосходное развертывание системы перья было ответственным за VSS Enterprise аварию 2014 года , в которой самолет распался, убив второго пилота.

Передовый возврат был впервые описан Дином Чепменом из NACA в 1958 году. ^{[ 57 ]} В разделе своего отчета о композитной записи Чепмен описал решение проблемы с использованием устройства с высоким содержанием драг:

Может быть желательно, чтобы объединить подъем и некватурную запись, чтобы достичь некоторых преимуществ ... Для маневренности посадки, очевидно, выгодно использовать подъемный автомобиль. Однако общее тепло, поглощаемое подъемным транспортным средством, намного выше, чем для несправедливающего транспортного средства ... Нелегкие транспортные средства могут быть легче построены ... с использованием, например, большого, легкого сопротивления ... чем больше Устройство, меньше - скорость нагрева.
Неоплатывающие транспортные средства со стабильностью wattlecock также выгодны с точки зрения минимальных требований к контролю во время въезда.
... очевидный композитный тип записи, который сочетает в себе некоторые желаемые особенности подъема и некватированных траекторий, - это войти в первую очередь без подъема, но с ... перетаскивающим устройством; Затем, когда скорость уменьшается до определенного значения ... устройство сброшено или втягивается, оставляя подъемное средство ... до конца спуска.

Надуваемый вход на тепловой щит

Замедление для повторного входа в атмосфер, особенно для более скоростных миссий Mars-Return, пользуется максимизацией «площадь сопротивления системы входа. Чем больше диаметр Aeroshell, тем больше может быть полезная нагрузка». ^{[ 58 ]} Надувной Aeroshell предоставляет одну альтернативу для увеличения зоны сопротивления с помощью дизайна с низкой массой.

Россия

Такой надувной щит/аэробит был разработан для проникновения миссии Mars 96 . Поскольку миссия потерпела неудачу из -за неисправности пускового установки, NPO Lavochkin и DASA/ESA разработали миссию для Earth Orbit. 8 февраля 2000 года был запущен демонстратор технологии надувного повторного входа и происхождения (IRDT). Хотя вторая стадия щита не смогла раздуть, демонстратор пережил орбитальный возврат и был восстановлен. ^{[ 59 ]}^{[ 60 ]} Последующие миссии, выполненные на ракете Volna , вышли из строя из -за сбоя пускового установки. ^{[ 61 ]}

НАСА Сумма

17 августа 2009 года НАСА выпустило надувной экспериментальный космический корабль на надувном экране, а успешный первой тестовой полетее по надувному эксперименту по повторному въезду (IRVE). Тепловой щит был вакуум в кожух с полезной нагрузкой на 15 дюймов (38 см) и запущен на черной ракете Brant 9, звучащей на полете NASA в Уоллпсе на острове Уолпп, штат Вирджиния. «Азот накачивал тепловой щит диаметром 10 футов (3,0 м), изготовленный из нескольких слоев ткани с силиконовой , покрытой [ кевларом , до грибной формы в космосе через несколько минут после смены». ^{[ 58 ]} Апогея ракета находилась на высоте 131 мили (211 км), где он начал свой спуск до сверхзвуковой скорости. Менее чем через минуту щит был выпущен с ее покрытия, чтобы раздуть на высоте 124 мили (200 км). Инфляция щита заняла менее 90 секунд. ^{[ 58 ]}

Наз Хиад

После успеха первоначальных экспериментов IRVE, НАСА разработало эту концепцию в более амбициозной гиперзвуковой надувной аэродинамической делелераторе (HIAD). Текущий конструкция имеет форму мелкого конуса, причем структура создана как стопка круговых накаченных трубок постепенно увеличивающегося диаметра. Передняя (выпуклое) лицо конуса покрыта гибкой системой тепловой защиты, достаточно надежной, чтобы противостоять напряжениям атмосферного входа (или повторного входа). ^{[ 62 ]}^{[ 63 ]}

В 2012 году HIAD был протестирован в качестве надувного эксперимента 3 (IRVE-3) с использованием ракеты, звучащей суб-орбитальной, и работала. ^{[ 64 ]}^: 8

См. Также Supersonic Dealerator с низкой плотностью , проект НАСА с тестами в 2014 и 2015 годах диаметром 6 м SIAD-R.

Лофты

6-метровый (20 футов) надувного транспортного средства, низкоземная летная тест на орбите на надувном замедлении ( LOFTID ), ^{[ 65 ]} был запущен в ноябре 2022 года, раздутый на орбите, вновь въехал быстрее, чем Маха 25, и был успешно восстановлен 10 ноября.

Соображения проектирования входного транспортного средства

При разработке транспортного средства для атмосферного входа рассматривается четыре критических параметра: ^{[ Цитация необходима ]}

Пик теплового потока
Тепловая нагрузка
Пиковое замедление
Пиковое динамическое давление

Пиковый тепловой поток и динамическое давление выбирают материал TPS. Тепловая нагрузка выбирает толщину стека материала TPS. Пиковое замедление имеет большое значение для миссий экипажа. Верхний предел для экипажа возвращения на Землю с низкой орбиты Земли (LEO) или лунного возврата составляет г. 10 ^{[ 66 ]} Для марсианского атмосферного входа после длительного воздействия нулевой гравитации верхний предел составляет г. 4 ^{[ 66 ]} Пиковое динамическое давление также может повлиять на выбор самого внешнего материала TPS, если проблема является проблемой. Параметры проектирования автомобиля повторного входа могут быть оценены с помощью численного моделирования, включая упрощения динамики транспортного средства, таких как уравнения плоских повторных венений и корреляции теплового потока. ^{[ 67 ]}

Начиная с принципа консервативного дизайна , инженер обычно рассматривает две траектории наихудшего случая : невысокие траектории. Траектория перерыва обычно определяется как самый мелкий угол скорости въезда перед атмосферным переходом . Траектория перехвата имеет самую высокую тепловую нагрузку и устанавливает толщину TPS. Траектория недостатки определяется самой крутой допустимой траекторией. Для миссий экипажа самый крутой угол входа ограничен пиковым замедлением. Траектория нижней шары также имеет самый высокий пиковый тепловой поток и динамическое давление. Следовательно, траектория нижней шары является основой для выбора материала TPS. Там нет материала TPS «Один размер». Материал TPS, который идеально подходит для высокого теплового потока, может быть слишком проводящим (слишком плотным) для длительной тепловой нагрузки. В материале TPS с низкой плотностью может быть отсутствие прочности на растяжение, чтобы противостоять пробеллу, если динамическое давление слишком высокое. Материал TPS может хорошо работать для определенного пикового теплового потока, но катастрофически сбои для того же пикового теплового потока, если давление стенки значительно увеличивается (это произошло с космическим кораблем НАСА R-4). ^{[ 66 ]} Старые материалы TPS, как правило, более трудоемкие и дорогие в производстве по сравнению с современными материалами. Тем не менее, современным материалам TPS часто не хватает истории полета старых материалов (важное внимание для дизайнера с непреклонным риском).

Основываясь на обнаружении Аллена и Эггерса, максимальная тупая аэрошелл (максимальное сопротивление) дает минимальную массу TPS. Максимальная тупая (минимальный баллистический коэффициент) также дает минимальную терминальную скорость на максимальной высоте (очень важно для Mars EDL, но вредно для военных RV). Тем не менее, существует верхний предел тупой, навязанный аэродинамическими соображениями стабильности на основе отряда ударной волны . Шоковая волна останется прикрепленной к кончику острого конуса, если половинный угол конуса ниже критического значения. Эта критическая полуголова может быть оценена с использованием идеальной теории газа (эта конкретная аэродинамическая нестабильность возникает ниже гиперзвуковых скоростей). Для атмосферы азота (Земля или Титан) максимально допустимое половину угла составляет приблизительно 60 °. Для атмосферы углекислого газа (Марс или Венера) полуголовый полууга с максимум составляет приблизительно 70 °. После отряда ударной волны входной автомобиль должен нести значительно больше газа Shocklayer вокруг точки застоя в переднем крае (дозвуковая крышка). Следовательно, аэродинамический центр движется вверх по течению, вызывая аэродинамическую нестабильность. Неверно повторно подавать конструкцию Aeroshell, предназначенную для входа в Titan ( HUYGENS DOSPE в атмосфере азота) для входа на Марс ( Beagle 2 в атмосфере углекислого газа). ^{[ Цитация необходима ]}^{[ Оригинальное исследование? ]} До того, как была заброшена, программа Советского Марса Ландера достигла одной успешной посадки ( Марс 3 ), во второй из трех попыток входа (остальные были Марс 2 и Марс 6 ). Советский Марс Ландерс был основан на полугоношном дизайне 60 °.

Полуглая сферы 45 ° обычно используется для атмосферных зондов (поверхностная посадка не предназначена), даже если масса TPS не сведена к минимуму. Обоснование для полуголового 45 ° должно иметь либо аэродинамическую стабильность от въезда до воздействия (тепловой щит не сброшен), либо короткий тепловой импульс, за которым следует быстрый тепловой щит. Дизайн сферы 45 ° был использован с DS/2 Mars Impactor и Pioneer Venus Probes.

Атмосферные аварии

Не все атмосферные повторение были полностью успешными:

Voskhod 2 - модуль обслуживания не смог отсоединиться в течение некоторого времени, но экипаж выжил.
Soyuz 5 - модуль обслуживания не удалось отделить, но экипаж выжил.
Аполлон 15 - Один из трех парашютов в кольцах потерпел неудачу во время посадки на океан, вероятно, поврежден, когда космический корабль выдувал избыточное контрольное топливо. Космический корабль был разработан, чтобы безопасно приземлиться только с двумя парашютами, а экипаж не пострадал.
MARS POLAR LANDER - потерпел неудачу во время EDL. Считалось, что сбой является следствием ошибки программного обеспечения. Точная причина неизвестна из-за отсутствия телеметрии в реальном времени .
Космический челнок Columbia STS-1 -комбинация запуска повреждения, выступающего заполнителя зазора и ошибки установки плитки привела к серьезным повреждениям орбитального оператора, только некоторые из которых знали. Если бы экипаж знал степень ущерба перед тем, как попытаться повторно вступить, они бы вышли на шаттл на безопасную высоту, а затем выручили. Тем не менее, возвращение было успешным, и орбитальный аппарат перешел на нормальную посадку.
Космический шаттл Atlantis STS-27 -Изоляция от правого борта с твердым ракетным носовым носом ударила по орбитальному отверстию во время запуска, вызывая значительные повреждения плитки. Это полностью смешно, через алюминиевую пластину для таканной антенны. Антенна получила экстремальное тепловое повреждение, но предотвратила проникновение горячего газа.

Genesis -Парашют не смог развернуть из-за того, что G-переключатель был установлен задом наперед (аналогичная задержка с парашютом для парашюта для Galileo зонда ). Следовательно, входная машина Genesis врезалась в дно пустыни. Полезная нагрузка была повреждена, но большинство научных данных были восстанавливаемыми.
Soyuz TMA-11 -модуль движения союза не удалось отделить должным образом; Было выполнено запасное баллистическое возвращение, которое подвергало экипажу ускорение около 8 стандартных тяжести (78 м/с. ²). ^{[ 68 ]} Экипаж выжил.
Starship IFT-3 : третий интегрированный тестовый рейс SpaceX Starship должен был закончиться жестким брызгом в Индийском океане . Однако примерно через 48,5 минут после запуска, на высоте 65 км, контакт с космическим кораблем был потерян, что указывает на то, что он сгорел при повторном входе. Это было вызвано чрезмерным прокатом автомобиля из -за забитых вентиляционных отверстий на автомобиле. ^{[ 69 ]}

Некоторые повторения привели к значительным катастрофам:

Soyuz 1 - Система управления отношениями не удалась, пока на орбите, а затем парашюты запутались во время аварийной последовательности посадки (вход, спуск и посадка (EDL)). Одинокий космонавт Владимир Михайлович Комаров умер.
Союз 11 -Во время трехмодульного разделения клапана была открыта шоком, разрушая модуль спуска; Экипаж из трех удушья в космические минуты до повторного входа.
Space Shuttle Columbia STS-107 -Отказ армированной углерод-углеродной панели на переднем крае крыла, вызванном воздействием мусора при запуске, привел к разрыву орбитального отверстия при повторном входе, что привело к гибели всех семи членов экипажа.

Неконтролируемые и незащищенные записи

Из спутников, которые возвращаются, примерно 10–40% массы объекта могут достигать поверхности земли. ^{[ 70 ]} В среднем, около одного каталогизаненного объекта в день вступили в день по состоянию на 2014 год. ^[update]. ^{[ 71 ]}

Поскольку поверхность Земли является преимущественно водой, большинство объектов, которые переживают возвращающиеся земли в одном из океанов мира. Предполагаемая вероятность того, что данный человек пострадает и получил травму в течение жизни, составляет около 1 в триллионе. ^{[ 72 ]}

24 января 1978 года советский космос 954 (3800 килограммов [8 400 фунтов]) вернулся и потерпел крушение возле Великого рабского озера на северо -западных территориях Канады. Спутник был ядерным и оставлял радиоактивный мусор возле места воздействия. ^{[ 73 ]}

11 июля 1979 года космическая станция Skylab США (77 100 килограммов [170 000 фунтов]) повторно возобновила и распространила мусор по австралийской окуни . ^{[ 74 ]} Повреждение было основным событием в СМИ в основном из -за инцидента Cosmos 954, но не рассматриваемого так же, как потенциальная катастрофа, поскольку оно не имело токсичного ядерного или гидразинового топлива. Первоначально НАСА надеялось использовать миссию космического шаттла, чтобы либо продлить свою жизнь, либо обеспечить контролируемое возвращение, но задержки в программе трансфер, а также неожиданно высокая солнечная активность сделала это невозможным. ^{[ 75 ]}^{[ 76 ]}

7 февраля 1991 года Советская космическая станция Salyut 7 (19 820 килограммов [43 700 фунтов]) с прикрепленным модулем Kosmos 1686 (20 000 килограммов [44 000 фунтов]), возобновляемых и разбросанных дебриса по городу Капитан Бермудез , Аргентина. ^{[ 77 ]}^{[ 47 ]}^{[ 78 ]} Станция была увеличена на более высокую орбиту в августе 1986 года в попытке не поддерживать ее до 1994 года, но в сценарии, подобном Skylab, запланированный трансфер Буран был отменен, и высокая солнечная активность заставила ее снизиться раньше, чем ожидалось.

7 сентября 2011 года НАСА объявило о надвигающемся неконтролируемом возвращении спутника исследования верхней атмосферы (6540 килограммов [14 420 фунтов]) и отметило, что для общественности был небольшой риск. ^{[ 79 ]} Спутник выведена на эксплуатацию 24 сентября 2011 года, и предполагается, что некоторые из них врезались в южную часть Тихого океана над полем мусора длиной 500 миль (800 км). ^{[ 80 ]}

1 апреля 2018 года космическая станция китайского Тянонга-1 (8510 килограммов [18 760 фунтов]) переехала через Тихий океан, на полпути между Австралией и Южной Америкой. ^{[ 81 ]} Китайское управление космической инженерной инженерии намеревалось контролировать возврат, но потерял телеметрию и контроль в марте 2017 года. ^{[ 82 ]}

11 мая 2020 года основная стадия китайской длиной 5 марта ( COSPAR ID 2020-027C) весом примерно 20 000 килограммов [44 000 фунтов]) сделала неконтролируемое возвращение над Атлантическим океаном, недалеко от побережья Западной Африки. ^{[ 83 ]}^{[ 84 ]} По сообщениям, несколько кусочков ракетного мусора пережили возвращение и упали как минимум две деревни на Кот -д'Ивуаре . ^{[ 85 ]}^{[ 86 ]}

8 мая 2021 года основная стадия китайской длиной 5 марта ( COSPAR ID 2021-0035B) весом 23 000 килограммов [51 000 фунтов]) сделала неконтролируемое повторное поведение, к западу от Мальдивских островов в Индийском океане (приблизительно 72,47 ° E 2,65 ° С. Широта). ^{[ 87 ]} Свидетели сообщили о ракетном обломках так же далеко, как Аравийский полуостров. ^{[ 88 ]}

Утилизация деорбита

Salyut 1 , первая в мире космическая станция, была намеренно отменена в Тихом океане в 1971 году после аварии Союз 11 . Его преемник, Salyut 6 , также был отменен контролируемым образом.

4 июня 2000 года обсерватория Compton Gamma Ray была намеренно отменена после того, как один из его гироскопов потерпел неудачу. Обломки, который не сгорел, безвредно упал в Тихий океан. Обсерватория все еще была в эксплуатации, но неспособность другого гироскопа сделала бы де-орбитинг гораздо более сложным и опасным. С некоторыми противоречиями НАСА решило в интересах общественной безопасности, что контролируемый аварий был предпочтительнее, чтобы позволить ремеслу снижаться случайным образом.

В 2001 году российская космическая станция MIR была намеренно отменена и разорвала в моде, ожидаемой командным центром во время повторного входа в атмосфер. Мир вошел в атмосферу Земли 23 марта 2001 года, недалеко от Нади , Фиджи , и упал в южную часть Тихого океана.

21 февраля 2008 года был сбит с инвалидов американским шпионским спутником США , США-193 , был достигнут на высоте приблизительно 246 километров (153 миль) с ракетой SM-3, США выпущенной из военно-морского флота Лейк-Эри у побережья Гавайев . Спутник был неработоспособным, не удалось достичь своей предполагаемой орбиты, когда он был запущен в 2006 году. Из -за своей быстро ухудшающейся орбиты она была предназначена для неконтролируемого возвращения в течение месяца. Министерство обороны США выразило обеспокоенность тем, что топливный бак в размере 1000 фунтов (450 кг), содержащий высокотоксичный гидразин, может выжить, чтобы достичь нетронутой поверхности Земли. Несколько правительств, в том числе в России, Китае и Беларуси, протестовали против этого действия как тонко завешенную демонстрацию анти-сателлитных возможностей США. ^{[ 89 ]} Ранее Китай вызвал международный инцидент, когда он проверил анти-сателлитную ракету в 2007 году.

Крупным планом Близнецов 2 теплового экрана
Поперечное сечение Близнецов 2 теплового экрана

Галерея

Крупный план для повторного входа (Союз)
тропа раннего возврата Плазменная (Союз)
Прогресс во время атмосферного входа на Землю
Космический челнок возвращается
Шлейф остается после повторного входа в союз

Смотрите также

Радиационный ремень Ван Аллена - зона энергичных заряженных частиц вокруг планеты Земля
Аэрокаптура - маневр для переноса орбиты
Замедленные микрометеориты - мелкие частицы между планетами
Отключение ионизации - останавливаться на способностях связи или
Межконтинентальная баллистическая ракета - баллистическая ракета с диапазоном более 5500 километров
Ландер (космический корабль) - тип космического корабля
Посадочная площадь - область неопределенности страниц посадки космической зоны,
Список приземления космического мусора
Прототипы возвращения НАСА
Пропустить возвращение - механизмы скольжения и повторного входа, которые используют аэродинамический подъем на верхних
Космическая капсула - тип космического корабля
Система тепловой защиты космического челнока - система экранирования тепла космического челнока
Бумажный самолет, запущенный из космоса

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} "Stardust - крутые факты" . stardust.jpl.nasa.gov . Архивировано с оригинала 12 января 2010 года . Получено 9 января 2010 года .
^ «Ato: эфир на орбиту» (PDF) . JP Aerospace. Архивировано (PDF) из оригинала 13 октября 2013 года . Получено 14 декабря 2013 года .
^ Гросс, Ф. (1965). «Плавучие зонды в атмосферу Венеры». Беспилотное собрание космического корабля 1965 года . Американский институт аэронавтики и космонавтики. doi : 10.2514/6.1965-1407 .
^ Годдард, Роберт Х. (март 1920 г.). «Отчет о дальнейших событиях» . Смитсоновский институт архив. Архивировано из оригинала 26 июня 2009 года . Получено 29 июня 2009 г.
^ Борис Черток, «Ракеты и люди», серия «История НАСА», 2006
^ Хансен, Джеймс Р. (июнь 1987 г.). «Глава 12: Гиперсонала и переход к космосу» . Инженер, ответственный: история аэронавтической лаборатории Лэнгли, 1917–1958 . Серия истории НАСА. Тол. SP-4305. Правительственная печать Соединенных Штатов. ISBN 978-0-318-23455-7 Полем Архивировано из оригинала 14 июля 2019 года . Получено 12 июля 2017 года .
^ Аллен, Х. Джулиан; Eggers, AJ Jr. (1958). «Изучение движения и аэродинамического нагрева баллистических ракет, попадающих в атмосферу Земли на высоких сверхзвуковых скоростях» (PDF) . Годовой отчет NACA . 44.2 (NACA-TR-1381). Технические отчеты НАСА: 1125–1140. Архивировано из оригинала (PDF) 13 октября 2015 года.
^ "NASA.gov" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 20 февраля 2017 года . Получено 9 апреля 2015 года .
^ Грейвс, Клод А.; Харпольд, Джон С. (март 1972 г.). Отчет Apollo Experience - Планирование миссии для Apollo Entry (PDF) . Техническая нота НАСА (TN) D-6725. Архивировано (PDF) из оригинала 25 октября 2019 года . Получено 25 октября 2019 года . Цель маневра входа Аполлона - рассеять энергию космического корабля, движущегося на высокой скорости через атмосферу Земли, чтобы летный экипаж, их оборудование и их груз благополучно возвращались в предварительно выбранное место на поверхности земли Полем Эта цель должна быть достигнута, в то время как стрессы как на космическом корабле, так и на летной бригаде поддерживаются в приемлемых пределах.
^ Przadka, W.; Miedzik, J.; Goujon-Durand, S.; Wesfreid, Je «Пробуждение за сферой; анализ вихрей во время перехода от устойчивости к неустойчивости» (PDF) . Польское французское сотрудничество в исследованиях жидкости . Архив механики., 60, 6, с. 467–474, Варшава 2008. Получено 29 мая 2008 г.; Пересмотренная версия 13 ноября 2008 г. Архивировал (PDF) из оригинала 21 декабря 2016 года . Получено 3 апреля 2015 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Фэй, JA; Ридделл, FR (февраль 1958 г.). «Теория теплопередачи точки застоя в диссоциированном воздухе» (PDF) . Журнал авиационных наук . 25 (2): 73–85. doi : 10.2514/8.7517 . Архивировано из оригинала (PDF -переиздание) 7 января 2005 года . Получено 29 июня 2009 г.
^ «Hillje, Ernest R.», входная аэродинамика в условиях получения лунного возврата, полученных в результате полета Аполлона 4 (AS-501) », NASA TN D-5399, (1969)» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 16 сентября 2020 года . Получено 7 июля 2017 года .
^ Уиттингтон, Курт Томас (11 апреля 2011 г.). Инструмент для экстраполяции параметров атмосферы термического повторного входа вдоль тела в траекционном пространстве (PDF) . Библиотеки NCSU Технические отчеты (отчет). Тезис, представленная на факультете аспирантуры штата Северная Каролина, в частичном выполнении требований для степени магистра наук аэрокосмической инженерии Роли, Северная Каролина 2011, с.5. Архивировано (PDF) из оригинала 11 апреля 2015 года . Получено 5 апреля 2015 года .
^ Риган, Фрэнк Дж. И Анадакришнан, Сатья М., «Динамика атмосферного повторного входа», серия образования AIAA, Американский институт аэронавтики и астронавтики, Inc., Нью-Йорк, ISBN 1-56347-048-9 , (1993).
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Джонсон, Сильвия М.; Сквайр, Томас Х.; Лоусон, Джон У.; Гусман, Майкл; Лау, Кх; Санджуро, Ангел (30 января 2014 г.). Биологически изготовленные фотонные материалы для систем тепловой защиты (PDF) . 38 -я ежегодная конференция по композитам, материалам и структурам 27–30 января 2014 года. Архивировал (PDF) из оригинала 1 декабря 2019 года . Получено 29 декабря 2018 года .
^ Поддар, Шаши; Шарма, Девакар (2015). «Смягчение отключения во время повторного входа в космический автомобиль». Optik . 126 (24). Elsevier BV: 5899–5902. Bibcode : 2015optik.126.5899p . doi : 10.1016/j.ijleo.2015.09.141 . ISSN 0030-4026 .
^ Di Fiore, Франческо; Маджоре, Паоло; Мейнини, Лора (4 октября 2021 г.). «Многофидестное доменное обучение для разработки транспортных средств для повторного входа» . Структурная и междисциплинарная оптимизация . 64 (5). Springer Science and Business Media LLC: 3017–3035. doi : 10.1007/s00158-021-03037-4 . ISSN 1615-147x . S2CID 244179568 .
^ «Влияние ионизации и диссоциации на гиперзвуковую стабильность пограничного слоя» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 1 октября 2021 года . Получено 13 мая 2021 года .
^ «Уравнения, таблицы и диаграммы для сжатого потока» (PDF) . Годовой отчет NACA . 39 (NACA-TR-1135). Технические отчеты НАСА: 613–681. 1953. Архивировал (PDF) из оригинала 4 сентября 2015 года . Получено 17 июня 2015 года .
^ Кеннет Илифф и Мэри Шафер, Гиперзвуковое аэродинамическое и аэротермодинамическое исследование полета и сравнение с результатами наземных испытаний , стр. 5–6 ^{[ ISBN отсутствует ]}
^ Lighthill, MJ (январь 1957 г.). «Динамика диссоциации газа. Часть I. Равновесное поток». Журнал жидкой механики . 2 (1): 1–32. Bibcode : 1957jfm ..... 2 .... 1L . doi : 10.1017/s0022112057000713 . S2CID 120442951 .
^ Фриман, Северная Каролина (август 1958 г.). «Неравновесный поток идеального диссоцииющего газа». Журнал жидкой механики . 4 (04): 407–425. Bibcode : 1958jfm ..... 4..407f . doi : 10.1017/s0022112058000549 . S2CID 122671767 .
^ Вход Аэродинамика в условиях возврата лунного возврата, полученной из флия Аполлона 4, архивированного 11 апреля 2019 года, на машине Wayback , Эрнест Р. Хиллье, НАСА, Теннесси: D-5399, по состоянию на 29 декабря 2018 года.
^ Обзор образца MARS RETURN RETURN ETHARD ANTRTING ARACTIVER 1 декабря 2019 года в The Wayback Machine , NASA, по состоянию на 29 декабря 2018 года.
^ Паркер, Джон и К. Майкл Хоган, «Методы оценки атмосферных туннельных материалов», Исследовательский центр НАСА Эймс, Техническая публикация, август 1965 года.
^ Хоган, К. Майкл, Паркер, Джон и Винклер, Эрнест, из исследовательского центра НАСА Эймса, «аналитический метод получения термогравиметрической кинетики аблятивных материалов, образующих символики от термогравиметрических измерений», Конференция AIAA/ASME СЕЙСТВЕННАЯ Апрель 1966 г.
^ "Arc Jet Complex" . www.nasa.gov . НАСА. Архивировано с оригинала 5 октября 2015 года . Получено 5 сентября 2015 года .
^ Ди Бенедетто, в; Nicolais, L.; Ватанабе Р. (1992). Композитные материалы: Материалы симпозиума A4 на композитных материалах Международной конференции по передовым материалам - ICAM 91, Страсбург, Франция, 27–29 мая 1991 года . Амстердам: Северная Голландия. п. 111. ISBN 978-0444893567 .
^ Тран, Хай; Майкл Таубер; Уильям Хенлайн; Duoc Tran; Алан Карлледж; Фрэнк Хуэй; Норм Циммерман (1996). Исследовательский центр Ames Shies Испытания на тепловой экранинг SLA-561V для материала теплового экрана для Марса (PDF) (технический отчет). Исследовательский центр НАСА Эймс. Технический меморандум НАСА 110402. Архивировано (PDF) из оригинала 25 сентября 2020 года . Получено 7 июля 2017 года .
^ Лачо, Джин; Н. Мансур, Наги (июнь 2010 г.). Набор инструментов для пиролиза и абляции на основе OpenFOAM (PDF) . 5 -й семинар OpenFoam. Гетеборг, Швеция. п. 1. Архивировал (PDF) из оригинала 12 сентября 2012 года . Получено 9 августа 2012 года .
^ Tran, Huy K, et al., «Квалификация теплового экрана переднего тепла тепловой капсулы образца Stardust», AIAA, Конференция Thermophysics, 32 -я, Атланта, Джорджия; 23–25 июня 1997 г.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Чемберс, Эндрю; Дэн Раски (14 ноября 2010 г.). «НАСА + SpaceX работает вместе» . НАСА. Архивировано из оригинала 16 апреля 2011 года . Получено 16 февраля 2011 года . SpaceX предпринял проектирование и изготовление экранирования Heat Entry; Это принесло скорость и эффективность, которая позволила разработать, разработать и квалифицировать тепловой щит менее чем за четыре года ».
^ «Производившийся SpaceX Mabine Mabine Shield проходит высокотемпературные испытания, имитирующие условия нагрева повторного входа в Dragon Spacecraft» . www.spaceref.com . 23 февраля 2009 г.
^ Dragon может посетить космическую станцию Next , MSNBC.COM , 2010-12-08, доступ к 2010-12-09.
^ Чайкин, Эндрю (январь 2012 г.). "1 Visionary + 3 Launchers + 1500 сотрудников = ?: SpaceX изменяет ракетное уравнение?" Полем Air & Space Smithsonian . Архивировано с оригинала 7 сентября 2018 года . Получено 3 июня 2016 года . Материал SpaceX, называемый PICA-X, один десятый, чем дорогой, чем оригинальный материал [НАСА PICA, и лучше], ... Один тепловой щит PICA-X может выдержать сотни доходности с низкой орбиты Земли; Он также может справиться с гораздо более высокими повторными энергии от Луны или Марса.
^ НАСА ТВ-трансляция для отъезда миссии Demo-2 Crew Demo-2 из архивного МКС 2 августа 2020 года в The Wayback Machine , NASA, 1 августа 2020 года.
^ Poloni, E.; Grigat, F.; Eberhart, M.; и др. (12 августа 2023 г.). «Открытый углерод -фенолик для научных исследований» . Научные отчеты . 13 (1) 13135: 13135. Bibcode : 2023natsr..1313135p . doi : 10.1038/s41598-023-40351-x . ISSN 2045-2322 . PMC 10423272 . PMID 37573464 .
^ Poloni, E.; и др. (2022). «Углеродные абляторы с пористостью, авиационная термическая защита при аэрокосмической тепловой защите во время атмосферного повторного входа» . Углерод 195 : 80–91. Arxiv : 2110.04244 . Bibcode : 2022carbo.195 ... 80p . doi : 10.1016/j.carbon.2022.03.062 . ISSN 0008-6223 .
^ Tran, Huy K., et al., «Силиконовые пропитанные многоразовые керамические абляторы для последующих миссий Mars», AIAA-1996-1819, Конференция по термофизике, 31-е, Новый Орлеан, 17–20 июня 1996 года.
^ Анализ испытания на полете Аполлон Материала тепло-защиты с использованием системы автомобилей кардиостимулятора Архивирована 25 сентября 2020 года, на машине Wayback Machine NASA Technical Note D-4713, стр. 8, 1968–08, по состоянию на 2010-12-26. "Avcoat 5026-39/HC-G-это эпоксидная смола Novolac с специальными добавками в матрице сотовых стекловолокна. При изготовлении пустые соты связаны с первичной структурой, а смола застрелена в каждую ячейку индивидуально. ... Плотность материала составляет 32 фунта/фут3 (512 кг/м3). Чтобы быть инертным, но углерод вступает в экзотермические реакции с кислородом Материал девственницы, 25 процентов по весу, является кремнеземами, и, поскольку кремнезем считается инертным, состав LAD-слоя становится 6,7 фунта/фут3 (107,4 кг/м3) углерода и 8 фунтов/фут (128,1 кг/м3) кремнезем ».
^ NASA.gov NASA выбирает материал для Orion Spacecraft Heat Shield Archived 24 ноября 2010 г., на The Wayback Machine , 2009-04-07, по состоянию на 2011-01-02.
^ «FlightGlobal.com NASA Orion Heat Shield ожидается в этом месяце 2009-10-03, по состоянию на 2011-01-02» . Архивировано из оригинала 24 марта 2009 года . Получено 2 января 2011 года .
^ «Компания смотрит - НАСА. - Бесплатная онлайн -библиотека» . www.thefreelibrary.com . Архивировано из оригинала 22 октября 2012 года . Получено 2 января 2011 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Джонсон, Сильвия М. (25 января 2015 г.). Системы тепловой защиты: прошлое, настоящее и будущее . Международная конференция и экспозиция о передовой керамике и композитах (Дейтона -Бич, Флорида). ARC-E-DAA-TN29151. Архивировано из оригинала 5 сентября 2021 года . Получено 5 сентября 2021 года .
^ Шао, Гаофенг; и др. (2019). «Улучшенная устойчивость к окислению высокомерных покрытий на волокнистой керамике для многоразовых космических систем». Коррозионная наука . 146 : 233–246. Arxiv : 1902.03943 . Bibcode : 2019corro.146..233S . doi : 10.1016/j.corsci.2018.11.006 . S2CID 118927116 .
^ «Колумбийский совет по расследованию аварий» . ИСТОРИЯ.NASA.gov . Архивировано из оригинала 25 декабря 2017 года . Получено 12 июля 2017 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в "Космический челнок" . www.astronautix.com . Архивировано из оригинала 18 марта 2022 года . Получено 22 апреля 2022 года .
^ «Отчет о разработке теплового экрана X-33» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 26 января 2021 года . Получено 7 июля 2017 года .
^ «Прототип автомобиля с резким повторным входом» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 декабря 2005 года . Получено 9 апреля 2006 года .
^ «Островая структура домашняя страница w осталась» . Архивировано с оригинала 16 октября 2015 года.
^ Почему Элон Маск превратился в нержавеющую сталь для звездного корабля SpaceX Mars Archived 3 февраля 2019 года, на The Wayback Machine , Mike Wall, Space.com, 23 января 2019 года, по состоянию на 23 марта 2019 года.
^ вопросе Генеральный директор SpaceX Элон Маск объясняет «транспиральный» сталь -тепловой щит в архивном 24 января 2019 года на машине Wayback , Эрик Ральф, Teslarati News , 23 января 2019 года, по состоянию на 23 марта 2019
^ Маск, Элон [@elonmusk] (24 сентября 2019 г.). «@Oranmaliphant @erdayastronaut может сделать это, но мы разработали низко стоимость многоразовых плиток, которые намного легче, чем охлаждение транспирации и довольно устойчивые» ( твит ). Архивировано из оригинала 27 апреля 2021 года . Получено 9 мая 2021 года - через Twitter .
^ Маск, Элон [@elonmusk] (24 июля 2019 г.). «@Erdayastronaut @goathobbit тонкая плитка на наветренной стороне корабля и ничего на подветренной или где -либо на бустере выглядит как самый легкий вариант» ( твит ). Архивировано из оригинала 27 апреля 2021 года . Получено 9 мая 2021 года - через Twitter .
^ Волосин, Тревор Сеснич; Моралес, Хуан I. (4 февраля 2023 г.). «Полная повторная способность от Stoke Space» . Ежедневно астронавт . Получено 5 февраля 2023 года .
^ «Как работает космический корабль» . 20 июня 2004 года. Архивировано с оригинала 12 января 2012 года . Получено 23 апреля 2011 года .
^ Чепмен, Дин Р. (май 1958). «Приблизительный аналитический метод для изучения повторного входа в планетарные атмосферы» (PDF) . NACA Technical Note 4276 : 38. Архивировано из оригинала (PDF) 27 января 2005 года . Получено 3 февраля 2006 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в НАСА запускает новые технологии: надувной тепловой экранинг, архивный 19 декабря 2010 года, в The Wayback Machine , NASA Mission News, 2009-08-17, по состоянию на 2011-01-02.
^ «Надувные технологии повторного входа: демонстрация полета и будущие перспективы» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 29 января 2012 года . Получено 22 апреля 2011 года .
^ Надувные технологии повторного входа и происхождения (IRDT) Архивировано 2015-12-31 на The Wayback Machine Facthet, ESA, сентябрь 2005 г.
^ «Демонстрационные миссии» . www.2r2s.com . Возврат и спасение космических систем Gmbh. Архивировано с оригинала 7 декабря 2016 года.
^ Стивен . Дж Хьюз , www.nasa.gov . НАСА. Архивировано из оригинала (PDF) 26 января 2017 года . Получено 28 марта 2017 года .
^ Читвуд, Нил (29 июня 2016 г.). «Гиперзвуковая надувная аэродинамическая технология (HIAD)» (PDF) . www.nasa.gov . НАСА. Архивировано (PDF) из оригинала 24 февраля 2017 года . Получено 28 марта 2017 года .
^ « Восстановление и повторное использование запуска » (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 6 июля 2016 года . Получено 10 января 2018 года .
^ Фуст, Джефф (10 марта 2020 г.). «NOAA завершает вторичную полезную нагрузку для запуска JPSS-2» . Spacenews . Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Получено 14 марта 2020 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в «Павлоски, Джеймс Э., Сент -Леже, Лесли Г.,« Отчет Apollo Experience - подсистема тепловой защиты », NASA TN D -7564, (1974)» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 1 октября 2020 года . Получено 7 июля 2017 года .
^ Саттон, Кеннет; Грейвс -младший, Рэндольф А. (1971). «Общее уравнение конвективного нагрева в застоя для произвольных газовых смесей» (PDF) . НАСА TR R-376 .
^ Уильям Харвуд (2008). «Уитсон описывает грубое вход и посадку в союз» . Космический полет сейчас. Архивировано из оригинала 19 декабря 2008 года . Получено 12 июля 2008 года .
^ "SpaceX" .
^ «Комплексные данные о возврате: сколько материала со спутника выживет в повторном входе?» Полем Архивировано из оригинала 2 марта 2014 года.
^ «НАСА - часто задаваемые вопросы: орбитальный мусор» . www.nasa.gov . Архивировано с оригинала 11 марта 2014 года.
^ "Анимация52-Desktop" . www.aerospace.org . Архивировано из оригинала 2 марта 2014 года . Получено 4 марта 2013 года .
^ «3-2-2-1 урегулирование претензий между Канадой и Союзом советских социалистических республик на ущерб, причиненный« Cosmos 954 »(выпущен 2 апреля 1981 года)» . www.jaxa.jp. Архивировано с оригинала 30 сентября 2019 года . Получено 28 декабря 2010 года .
^ Hanslmeier, Arnold (2002). Солнце и космическая погода . Дордрехт; Бостон: Kluwer Academic Publishers. п. 269. ISBN 9781402056048 .
^ Lamprecht, Jan (1998). Полые планеты: технико -экономическое обоснование возможных пустых миров . Остин, Техас: World Wide Pub. п. 326. ISBN 9780620219631 .
^ Элкинс-Тонтон, Линда (2006). Солнце, Меркурий и Венера Нью -Йорк: Челси Хаус. П. 56. ISBN 9780816051939 .
^ «Aero.org, космический корабль FAQ: » . Архивировано из оригинала 13 мая 2012 года.
^ «Сальют 7, советская станция в космосе, падает на Землю после 9-летней орбиты», архивировав 18 ноября 2016 года на машине Wayback New York Times
^ Дэвид, Леонард (7 сентября 2011 г.). «Огромный несуществующий спутник, чтобы скоро погрузиться на Землю, говорит НАСА» . Space.com . Архивировано из оригинала 6 мая 2021 года . Получено 10 сентября 2011 года .
^ «Окончательное обновление: UARS НАСА возвращается в атмосферу Земли» . Архивировано из оригинала 25 февраля 2018 года . Получено 27 сентября 2011 года .
^ «Aerospace.org tiangong-1 revent » . Архивировано с оригинала 4 апреля 2018 года . Получено 2 апреля 2018 года .
^ Джонс, Моррис (30 марта 2016 г.). «Имеет Тянгонг 1 ушел из мошенничества» . Пространство ежедневно . Архивировано из оригинала 13 сентября 2017 года . Получено 22 сентября 2016 года .
^ 18 Эскадрилья управления пространством [@18spcs] (11 мая 2020 г.). «#18SPCS подтвердил повторное действие CZ-5B R/B (#45601, 2020-027C) в 08:33 PDT 11 мая, над Атлантическим океаном. #spaceflightsafety " ( твит ). Архивировано из оригинала 14 мая 2020 года . Получено 11 мая 2020 года - через Twitter .
^ Кларк, Стивен (11 мая 2020 года). «Массовая ракета в Китае 5 марта, выпадает из орбиты над Атлантическим океаном» . Космический полет сейчас . Архивировано из оригинала 14 мая 2020 года . Получено 12 мая 2020 года .
^ Мессер, Дуг (15 мая 2020 г.). «Bridenstine критикует неконтролируемый длительный сцену 5 -б . Параболическая дуга . Архивировано из оригинала 21 мая 2020 года . Получено 16 мая 2020 года .
^ О'Каллаган, Джонатан (12 мая 2020 года). «Китайский ракетный мусор, возможно, упал на несколько африканских деревень после неконтролируемого повторного входа» . Форбс . Архивировано из оригинала 12 мая 2020 года . Получено 13 мая 2020 года .
^ "CZ-5B R/B" . N2yo.com . Архивировано из оригинала 23 июля 2021 года . Получено 9 мая 2021 года .
^ Стена, Майк (9 мая 2021 г.). «Огромный китайский ракетный бустер падает на землю над Аравийским полуостровами» . Space.com . Архивировано из оригинала 23 июля 2021 года . Получено 9 мая 2021 года .
^ Грей, Эндрю (21 февраля 2008 г.). «У нас есть большая уверенность, что он попал в спутниковой топливный бак» . Рейтер . Архивировано из оригинала 25 февраля 2008 года . Получено 23 февраля 2008 года .

Дальнейшее чтение

Launius, Roger D.; Дженкинс, Деннис Р. (10 октября 2012 г.). Приход домой: возвращение и выздоровление от пространства . НАСА. ISBN 9780160910647 Полем OCLC 802182873 . Получено 21 августа 2014 года .
Мартин, Джон Дж. (1966). Атмосферная запись - введение в ее науку и инженерию . Старый Таппан, Нью-Джерси: Прентис-Холл.
Риган, Фрэнк Дж. (1984). Повторно ввести динамику автомобиля (серия образования AIAA) . Нью -Йорк: Американский институт аэронавтики и астронавтики, Inc. ISBN 978-0-915928-78-1 .
Эткин, Бернард (1972). Динамика атмосферного полета . Нью -Йорк: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 978-0-471-24620-6 .
Винсенти, Уолтер Г.; Крюгер Дж.Р., Чарльз Х. (1986). Введение в физическую динамику газа . Малабар, Флорида: Роберт Э. Кригер Publishing Co. ISBN 978-0-88275-309-6 .
Хансен, К. Фредерик (1976). Молекулярная физика равновесных газов, справочник для инженеров . НАСА. Bibcode : 1976mpeg.book ..... h . НАСА SP-3096.
Хейс, Уоллес Д.; Пробштейн, Рональд Ф. (1959). Гиперзвуковая теория потока . Нью -Йорк и Лондон: академическая пресса. Пересмотренная версия этого классического текста была переиздана как недорогая мягкая обложка: Хейс, Уоллес Д. (1966). Гиперзвуковой бесстыдный поток . Mineola, Нью -Йорк: Dover Publications. ISBN 978-0-486-43281-6 Полем Переиздано в 2004 году
Андерсон, Джон Д. младший (1989). Гиперзвуковая и высокотемпературная динамика газа . Нью-Йорк: McGraw-Hill, Inc. ISBN 978-0-07-001671-2 .

Внешние ссылки

Инструмент анализа миссий аэрокаптивной миссии (AMAT) обеспечивает предварительный анализ миссий и моделирование возможностей для атмосферных транспортных средств в различных направлениях солнечной системы.
Центр исследований орбитального и повторного мусора (аэрокосмическая корпорация)
Аполлон атмосферный этап , 1968, Отдел планирования и анализа миссий НАСА, Проект Аполлон. Видео (25:14).
Жара Бурана
Энциклопедия Astronautica Статья об истории космических ремесел, в том числе некоторые дизайны ремесленных ремесленников.

[stardust-1] Jump up to: ^а ^{беременный} "Stardust - крутые факты" . stardust.jpl.nasa.gov . Архивировано с оригинала 12 января 2010 года . Получено 9 января 2010 года .

[2] «Ato: эфир на орбиту» (PDF) . JP Aerospace. Архивировано (PDF) из оригинала 13 октября 2013 года . Получено 14 декабря 2013 года .

[3] Гросс, Ф. (1965). «Плавучие зонды в атмосферу Венеры». Беспилотное собрание космического корабля 1965 года . Американский институт аэронавтики и космонавтики. doi : 10.2514/6.1965-1407 .

[4] Годдард, Роберт Х. (март 1920 г.). «Отчет о дальнейших событиях» . Смитсоновский институт архив. Архивировано из оригинала 26 июня 2009 года . Получено 29 июня 2009 г.

[5] Борис Черток, «Ракеты и люди», серия «История НАСА», 2006

[6] Хансен, Джеймс Р. (июнь 1987 г.). «Глава 12: Гиперсонала и переход к космосу» . Инженер, ответственный: история аэронавтической лаборатории Лэнгли, 1917–1958 . Серия истории НАСА. Тол. SP-4305. Правительственная печать Соединенных Штатов. ISBN 978-0-318-23455-7 Полем Архивировано из оригинала 14 июля 2019 года . Получено 12 июля 2017 года .

[7] Аллен, Х. Джулиан; Eggers, AJ Jr. (1958). «Изучение движения и аэродинамического нагрева баллистических ракет, попадающих в атмосферу Земли на высоких сверхзвуковых скоростях» (PDF) . Годовой отчет NACA . 44.2 (NACA-TR-1381). Технические отчеты НАСА: 1125–1140. Архивировано из оригинала (PDF) 13 октября 2015 года.

[8] "NASA.gov" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 20 февраля 2017 года . Получено 9 апреля 2015 года .

[nasa197203-9] Грейвс, Клод А.; Харпольд, Джон С. (март 1972 г.). Отчет Apollo Experience - Планирование миссии для Apollo Entry (PDF) . Техническая нота НАСА (TN) D-6725. Архивировано (PDF) из оригинала 25 октября 2019 года . Получено 25 октября 2019 года . Цель маневра входа Аполлона - рассеять энергию космического корабля, движущегося на высокой скорости через атмосферу Земли, чтобы летный экипаж, их оборудование и их груз благополучно возвращались в предварительно выбранное место на поверхности земли Полем Эта цель должна быть достигнута, в то время как стрессы как на космическом корабле, так и на летной бригаде поддерживаются в приемлемых пределах.

[10] Przadka, W.; Miedzik, J.; Goujon-Durand, S.; Wesfreid, Je «Пробуждение за сферой; анализ вихрей во время перехода от устойчивости к неустойчивости» (PDF) . Польское французское сотрудничество в исследованиях жидкости . Архив механики., 60, 6, с. 467–474, Варшава 2008. Получено 29 мая 2008 г.; Пересмотренная версия 13 ноября 2008 г. Архивировал (PDF) из оригинала 21 декабря 2016 года . Получено 3 апреля 2015 года .

[Fay-Riddell-11] Jump up to: ^а ^{беременный} Фэй, JA; Ридделл, FR (февраль 1958 г.). «Теория теплопередачи точки застоя в диссоциированном воздухе» (PDF) . Журнал авиационных наук . 25 (2): 73–85. doi : 10.2514/8.7517 . Архивировано из оригинала (PDF -переиздание) 7 января 2005 года . Получено 29 июня 2009 г.

[12] «Hillje, Ernest R.», входная аэродинамика в условиях получения лунного возврата, полученных в результате полета Аполлона 4 (AS-501) », NASA TN D-5399, (1969)» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 16 сентября 2020 года . Получено 7 июля 2017 года .

[13] Уиттингтон, Курт Томас (11 апреля 2011 г.). Инструмент для экстраполяции параметров атмосферы термического повторного входа вдоль тела в траекционном пространстве (PDF) . Библиотеки NCSU Технические отчеты (отчет). Тезис, представленная на факультете аспирантуры штата Северная Каролина, в частичном выполнении требований для степени магистра наук аэрокосмической инженерии Роли, Северная Каролина 2011, с.5. Архивировано (PDF) из оригинала 11 апреля 2015 года . Получено 5 апреля 2015 года .

[14] Риган, Фрэнк Дж. И Анадакришнан, Сатья М., «Динамика атмосферного повторного входа», серия образования AIAA, Американский институт аэронавтики и астронавтики, Inc., Нью-Йорк, ISBN 1-56347-048-9 , (1993).

[nasa201401-15] Jump up to: ^а ^{беременный} Джонсон, Сильвия М.; Сквайр, Томас Х.; Лоусон, Джон У.; Гусман, Майкл; Лау, Кх; Санджуро, Ангел (30 января 2014 г.). Биологически изготовленные фотонные материалы для систем тепловой защиты (PDF) . 38 -я ежегодная конференция по композитам, материалам и структурам 27–30 января 2014 года. Архивировал (PDF) из оригинала 1 декабря 2019 года . Получено 29 декабря 2018 года .

[Poddar_Sharma_2015_pp._5899–5902-16] Поддар, Шаши; Шарма, Девакар (2015). «Смягчение отключения во время повторного входа в космический автомобиль». Optik . 126 (24). Elsevier BV: 5899–5902. Bibcode : 2015optik.126.5899p . doi : 10.1016/j.ijleo.2015.09.141 . ISSN 0030-4026 .

[Di_Fiore_Maggiore_Mainini_pp._3017–3035-17] Di Fiore, Франческо; Маджоре, Паоло; Мейнини, Лора (4 октября 2021 г.). «Многофидестное доменное обучение для разработки транспортных средств для повторного входа» . Структурная и междисциплинарная оптимизация . 64 (5). Springer Science and Business Media LLC: 3017–3035. doi : 10.1007/s00158-021-03037-4 . ISSN 1615-147x . S2CID 244179568 .

[18] «Влияние ионизации и диссоциации на гиперзвуковую стабильность пограничного слоя» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 1 октября 2021 года . Получено 13 мая 2021 года .

[19] «Уравнения, таблицы и диаграммы для сжатого потока» (PDF) . Годовой отчет NACA . 39 (NACA-TR-1135). Технические отчеты НАСА: 613–681. 1953. Архивировал (PDF) из оригинала 4 сентября 2015 года . Получено 17 июня 2015 года .

[20] Кеннет Илифф и Мэри Шафер, Гиперзвуковое аэродинамическое и аэротермодинамическое исследование полета и сравнение с результатами наземных испытаний , стр. 5–6 ^{[ ISBN отсутствует ]}

[21] Lighthill, MJ (январь 1957 г.). «Динамика диссоциации газа. Часть I. Равновесное поток». Журнал жидкой механики . 2 (1): 1–32. Bibcode : 1957jfm ..... 2 .... 1L . doi : 10.1017/s0022112057000713 . S2CID 120442951 .

[22] Фриман, Северная Каролина (август 1958 г.). «Неравновесный поток идеального диссоцииющего газа». Журнал жидкой механики . 4 (04): 407–425. Bibcode : 1958jfm ..... 4..407f . doi : 10.1017/s0022112058000549 . S2CID 122671767 .

[23] Вход Аэродинамика в условиях возврата лунного возврата, полученной из флия Аполлона 4, архивированного 11 апреля 2019 года, на машине Wayback , Эрнест Р. Хиллье, НАСА, Теннесси: D-5399, по состоянию на 29 декабря 2018 года.

[24] Обзор образца MARS RETURN RETURN ETHARD ANTRTING ARACTIVER 1 декабря 2019 года в The Wayback Machine , NASA, по состоянию на 29 декабря 2018 года.

[25] Паркер, Джон и К. Майкл Хоган, «Методы оценки атмосферных туннельных материалов», Исследовательский центр НАСА Эймс, Техническая публикация, август 1965 года.

[26] Хоган, К. Майкл, Паркер, Джон и Винклер, Эрнест, из исследовательского центра НАСА Эймса, «аналитический метод получения термогравиметрической кинетики аблятивных материалов, образующих символики от термогравиметрических измерений», Конференция AIAA/ASME СЕЙСТВЕННАЯ Апрель 1966 г.

[27] "Arc Jet Complex" . www.nasa.gov . НАСА. Архивировано с оригинала 5 октября 2015 года . Получено 5 сентября 2015 года .

[Di_Benedetto-28] Ди Бенедетто, в; Nicolais, L.; Ватанабе Р. (1992). Композитные материалы: Материалы симпозиума A4 на композитных материалах Международной конференции по передовым материалам - ICAM 91, Страсбург, Франция, 27–29 мая 1991 года . Амстердам: Северная Голландия. п. 111. ISBN 978-0444893567 .

[29] Тран, Хай; Майкл Таубер; Уильям Хенлайн; Duoc Tran; Алан Карлледж; Фрэнк Хуэй; Норм Циммерман (1996). Исследовательский центр Ames Shies Испытания на тепловой экранинг SLA-561V для материала теплового экрана для Марса (PDF) (технический отчет). Исследовательский центр НАСА Эймс. Технический меморандум НАСА 110402. Архивировано (PDF) из оригинала 25 сентября 2020 года . Получено 7 июля 2017 года .

[30] Лачо, Джин; Н. Мансур, Наги (июнь 2010 г.). Набор инструментов для пиролиза и абляции на основе OpenFOAM (PDF) . 5 -й семинар OpenFoam. Гетеборг, Швеция. п. 1. Архивировал (PDF) из оригинала 12 сентября 2012 года . Получено 9 августа 2012 года .

[31] Tran, Huy K, et al., «Квалификация теплового экрана переднего тепла тепловой капсулы образца Stardust», AIAA, Конференция Thermophysics, 32 -я, Атланта, Джорджия; 23–25 июня 1997 г.

[N+SX_picaX-32] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Чемберс, Эндрю; Дэн Раски (14 ноября 2010 г.). «НАСА + SpaceX работает вместе» . НАСА. Архивировано из оригинала 16 апреля 2011 года . Получено 16 февраля 2011 года . SpaceX предпринял проектирование и изготовление экранирования Heat Entry; Это принесло скорость и эффективность, которая позволила разработать, разработать и квалифицировать тепловой щит менее чем за четыре года ».

[srdc20090223-33] «Производившийся SpaceX Mabine Mabine Shield проходит высокотемпературные испытания, имитирующие условия нагрева повторного входа в Dragon Spacecraft» . www.spaceref.com . 23 февраля 2009 г.

[clog20101208-34] Dragon может посетить космическую станцию Next , MSNBC.COM , 2010-12-08, доступ к 2010-12-09.

[a&s201201-35] Чайкин, Эндрю (январь 2012 г.). "1 Visionary + 3 Launchers + 1500 сотрудников = ?: SpaceX изменяет ракетное уравнение?" Полем Air & Space Smithsonian . Архивировано с оригинала 7 сентября 2018 года . Получено 3 июня 2016 года . Материал SpaceX, называемый PICA-X, один десятый, чем дорогой, чем оригинальный материал [НАСА PICA, и лучше], ... Один тепловой щит PICA-X может выдержать сотни доходности с низкой орбиты Земли; Он также может справиться с гораздо более высокими повторными энергии от Луны или Марса.

[36] НАСА ТВ-трансляция для отъезда миссии Demo-2 Crew Demo-2 из архивного МКС 2 августа 2020 года в The Wayback Machine , NASA, 1 августа 2020 года.

[37] Poloni, E.; Grigat, F.; Eberhart, M.; и др. (12 августа 2023 г.). «Открытый углерод -фенолик для научных исследований» . Научные отчеты . 13 (1) 13135: 13135. Bibcode : 2023natsr..1313135p . doi : 10.1038/s41598-023-40351-x . ISSN 2045-2322 . PMC 10423272 . PMID 37573464 .

[38] Poloni, E.; и др. (2022). «Углеродные абляторы с пористостью, авиационная термическая защита при аэрокосмической тепловой защите во время атмосферного повторного входа» . Углерод 195 : 80–91. Arxiv : 2110.04244 . Bibcode : 2022carbo.195 ... 80p . doi : 10.1016/j.carbon.2022.03.062 . ISSN 0008-6223 .

[39] Tran, Huy K., et al., «Силиконовые пропитанные многоразовые керамические абляторы для последующих миссий Mars», AIAA-1996-1819, Конференция по термофизике, 31-е, Новый Орлеан, 17–20 июня 1996 года.

[nasa196808-40] Анализ испытания на полете Аполлон Материала тепло-защиты с использованием системы автомобилей кардиостимулятора Архивирована 25 сентября 2020 года, на машине Wayback Machine NASA Technical Note D-4713, стр. 8, 1968–08, по состоянию на 2010-12-26. "Avcoat 5026-39/HC-G-это эпоксидная смола Novolac с специальными добавками в матрице сотовых стекловолокна. При изготовлении пустые соты связаны с первичной структурой, а смола застрелена в каждую ячейку индивидуально. ... Плотность материала составляет 32 фунта/фут3 (512 кг/м3). Чтобы быть инертным, но углерод вступает в экзотермические реакции с кислородом Материал девственницы, 25 процентов по весу, является кремнеземами, и, поскольку кремнезем считается инертным, состав LAD-слоя становится 6,7 фунта/фут3 (107,4 кг/м3) углерода и 8 фунтов/фут (128,1 кг/м3) кремнезем ».

[nasa20090407-41] NASA.gov NASA выбирает материал для Orion Spacecraft Heat Shield Archived 24 ноября 2010 г., на The Wayback Machine , 2009-04-07, по состоянию на 2011-01-02.

[fg20090310-42] «FlightGlobal.com NASA Orion Heat Shield ожидается в этом месяце 2009-10-03, по состоянию на 2011-01-02» . Архивировано из оригинала 24 марта 2009 года . Получено 2 января 2011 года .

[43] «Компания смотрит - НАСА. - Бесплатная онлайн -библиотека» . www.thefreelibrary.com . Архивировано из оригинала 22 октября 2012 года . Получено 2 января 2011 года .

[TPSpaper-44] Jump up to: ^а ^{беременный} Джонсон, Сильвия М. (25 января 2015 г.). Системы тепловой защиты: прошлое, настоящее и будущее . Международная конференция и экспозиция о передовой керамике и композитах (Дейтона -Бич, Флорида). ARC-E-DAA-TN29151. Архивировано из оригинала 5 сентября 2021 года . Получено 5 сентября 2021 года .

[rtps-45] Шао, Гаофенг; и др. (2019). «Улучшенная устойчивость к окислению высокомерных покрытий на волокнистой керамике для многоразовых космических систем». Коррозионная наука . 146 : 233–246. Arxiv : 1902.03943 . Bibcode : 2019corro.146..233S . doi : 10.1016/j.corsci.2018.11.006 . S2CID 118927116 .

[46] «Колумбийский совет по расследованию аварий» . ИСТОРИЯ.NASA.gov . Архивировано из оригинала 25 декабря 2017 года . Получено 12 июля 2017 года .

[auto-47] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в "Космический челнок" . www.astronautix.com . Архивировано из оригинала 18 марта 2022 года . Получено 22 апреля 2022 года .

[48] «Отчет о разработке теплового экрана X-33» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 26 января 2021 года . Получено 7 июля 2017 года .

[49] «Прототип автомобиля с резким повторным входом» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 декабря 2005 года . Получено 9 апреля 2006 года .

[50] «Островая структура домашняя страница w осталась» . Архивировано с оригинала 16 октября 2015 года.

[sdc20190123-51] Почему Элон Маск превратился в нержавеющую сталь для звездного корабля SpaceX Mars Archived 3 февраля 2019 года, на The Wayback Machine , Mike Wall, Space.com, 23 января 2019 года, по состоянию на 23 марта 2019 года.

[trati20190123-52] вопросе Генеральный директор SpaceX Элон Маск объясняет «транспиральный» сталь -тепловой щит в архивном 24 января 2019 года на машине Wayback , Эрик Ральф, Teslarati News , 23 января 2019 года, по состоянию на 23 марта 2019

[musk20190924-53] Маск, Элон [@elonmusk] (24 сентября 2019 г.). «@Oranmaliphant @erdayastronaut может сделать это, но мы разработали низко стоимость многоразовых плиток, которые намного легче, чем охлаждение транспирации и довольно устойчивые» ( твит ). Архивировано из оригинала 27 апреля 2021 года . Получено 9 мая 2021 года - через Twitter .

[musk20190724-54] Маск, Элон [@elonmusk] (24 июля 2019 г.). «@Erdayastronaut @goathobbit тонкая плитка на наветренной стороне корабля и ничего на подветренной или где -либо на бустере выглядит как самый легкий вариант» ( твит ). Архивировано из оригинала 27 апреля 2021 года . Получено 9 мая 2021 года - через Twitter .

[55] Волосин, Тревор Сеснич; Моралес, Хуан I. (4 февраля 2023 г.). «Полная повторная способность от Stoke Space» . Ежедневно астронавт . Получено 5 февраля 2023 года .

[56] «Как работает космический корабль» . 20 июня 2004 года. Архивировано с оригинала 12 января 2012 года . Получено 23 апреля 2011 года .

[NACA_TN_4276-57] Чепмен, Дин Р. (май 1958). «Приблизительный аналитический метод для изучения повторного входа в планетарные атмосферы» (PDF) . NACA Technical Note 4276 : 38. Архивировано из оригинала (PDF) 27 января 2005 года . Получено 3 февраля 2006 года .

[nasa20090817-58] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в НАСА запускает новые технологии: надувной тепловой экранинг, архивный 19 декабря 2010 года, в The Wayback Machine , NASA Mission News, 2009-08-17, по состоянию на 2011-01-02.

[IRDT2000-59] «Надувные технологии повторного входа: демонстрация полета и будущие перспективы» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 29 января 2012 года . Получено 22 апреля 2011 года .

[60] Надувные технологии повторного входа и происхождения (IRDT) Архивировано 2015-12-31 на The Wayback Machine Facthet, ESA, сентябрь 2005 г.

[2R2Smissions-61] «Демонстрационные миссии» . www.2r2s.com . Возврат и спасение космических систем Gmbh. Архивировано с оригинала 7 декабря 2016 года.

[HughesOverview-62] Стивен . Дж Хьюз , www.nasa.gov . НАСА. Архивировано из оригинала (PDF) 26 января 2017 года . Получено 28 марта 2017 года .

[Cheatwood2016-63] Читвуд, Нил (29 июня 2016 г.). «Гиперзвуковая надувная аэродинамическая технология (HIAD)» (PDF) . www.nasa.gov . НАСА. Архивировано (PDF) из оригинала 24 февраля 2017 года . Получено 28 марта 2017 года .

[64] « Восстановление и повторное использование запуска » (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 6 июля 2016 года . Получено 10 января 2018 года .

[65] Фуст, Джефф (10 марта 2020 г.). «NOAA завершает вторичную полезную нагрузку для запуска JPSS-2» . Spacenews . Архивировано из оригинала 1 октября 2021 года . Получено 14 марта 2020 года .

[autogenerated1-66] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в «Павлоски, Джеймс Э., Сент -Леже, Лесли Г.,« Отчет Apollo Experience - подсистема тепловой защиты », NASA TN D -7564, (1974)» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 1 октября 2020 года . Получено 7 июля 2017 года .

[67] Саттон, Кеннет; Грейвс -младший, Рэндольф А. (1971). «Общее уравнение конвективного нагрева в застоя для произвольных газовых смесей» (PDF) . НАСА TR R-376 .

[68] Уильям Харвуд (2008). «Уитсон описывает грубое вход и посадку в союз» . Космический полет сейчас. Архивировано из оригинала 19 декабря 2008 года . Получено 12 июля 2008 года .

[69] "SpaceX" .

[70] «Комплексные данные о возврате: сколько материала со спутника выживет в повторном входе?» Полем Архивировано из оригинала 2 марта 2014 года.

[71] «НАСА - часто задаваемые вопросы: орбитальный мусор» . www.nasa.gov . Архивировано с оригинала 11 марта 2014 года.

[72] "Анимация52-Desktop" . www.aerospace.org . Архивировано из оригинала 2 марта 2014 года . Получено 4 марта 2013 года .

[jaxa-73] «3-2-2-1 урегулирование претензий между Канадой и Союзом советских социалистических республик на ущерб, причиненный« Cosmos 954 »(выпущен 2 апреля 1981 года)» . www.jaxa.jp. Архивировано с оригинала 30 сентября 2019 года . Получено 28 декабря 2010 года .

[74] Hanslmeier, Arnold (2002). Солнце и космическая погода . Дордрехт; Бостон: Kluwer Academic Publishers. п. 269. ISBN 9781402056048 .

[75] Lamprecht, Jan (1998). Полые планеты: технико -экономическое обоснование возможных пустых миров . Остин, Техас: World Wide Pub. п. 326. ISBN 9780620219631 .

[76] Элкинс-Тонтон, Линда (2006). Солнце, Меркурий и Венера Нью -Йорк: Челси Хаус. П. 56. ISBN 9780816051939 .

[77] «Aero.org, космический корабль FAQ: » . Архивировано из оригинала 13 мая 2012 года.

[78] «Сальют 7, советская станция в космосе, падает на Землю после 9-летней орбиты», архивировав 18 ноября 2016 года на машине Wayback New York Times

[79] Дэвид, Леонард (7 сентября 2011 г.). «Огромный несуществующий спутник, чтобы скоро погрузиться на Землю, говорит НАСА» . Space.com . Архивировано из оригинала 6 мая 2021 года . Получено 10 сентября 2011 года .

[finalupdate-80] «Окончательное обновление: UARS НАСА возвращается в атмосферу Земли» . Архивировано из оригинала 25 февраля 2018 года . Получено 27 сентября 2011 года .

[81] «Aerospace.org tiangong-1 revent » . Архивировано с оригинала 4 апреля 2018 года . Получено 2 апреля 2018 года .

[rogue-82] Джонс, Моррис (30 марта 2016 г.). «Имеет Тянгонг 1 ушел из мошенничества» . Пространство ежедневно . Архивировано из оригинала 13 сентября 2017 года . Получено 22 сентября 2016 года .

[83] 18 Эскадрилья управления пространством [@18spcs] (11 мая 2020 г.). «#18SPCS подтвердил повторное действие CZ-5B R/B (#45601, 2020-027C) в 08:33 PDT 11 мая, над Атлантическим океаном. #spaceflightsafety " ( твит ). Архивировано из оригинала 14 мая 2020 года . Получено 11 мая 2020 года - через Twitter .

[84] Кларк, Стивен (11 мая 2020 года). «Массовая ракета в Китае 5 марта, выпадает из орбиты над Атлантическим океаном» . Космический полет сейчас . Архивировано из оригинала 14 мая 2020 года . Получено 12 мая 2020 года .

[85] Мессер, Дуг (15 мая 2020 г.). «Bridenstine критикует неконтролируемый длительный сцену 5 -б . Параболическая дуга . Архивировано из оригинала 21 мая 2020 года . Получено 16 мая 2020 года .

[86] О'Каллаган, Джонатан (12 мая 2020 года). «Китайский ракетный мусор, возможно, упал на несколько африканских деревень после неконтролируемого повторного входа» . Форбс . Архивировано из оригинала 12 мая 2020 года . Получено 13 мая 2020 года .

[87] "CZ-5B R/B" . N2yo.com . Архивировано из оригинала 23 июля 2021 года . Получено 9 мая 2021 года .

[88] Стена, Майк (9 мая 2021 г.). «Огромный китайский ракетный бустер падает на землю над Аравийским полуостровами» . Space.com . Архивировано из оригинала 23 июля 2021 года . Получено 9 мая 2021 года .

[89] Грей, Эндрю (21 февраля 2008 г.). «У нас есть большая уверенность, что он попал в спутниковой топливный бак» . Рейтер . Архивировано из оригинала 25 февраля 2008 года . Получено 23 февраля 2008 года .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]

[ 45 ]

[ 46 ]

[ 47 ]

[ 48 ]

[ 49 ]

[ 50 ]

[ 51 ]

[ 52 ]

[ 53 ]

[ 54 ]

[ 55 ]

[ 56 ]

[ 57 ]

[ 58 ]

[ 59 ]

[ 60 ]

[ 61 ]

[ 62 ]

[ 63 ]

[ 64 ]

[ 65 ]

[ 66 ]

[ 67 ]

[ 68 ]

[ 69 ]

[ 70 ]

[ 71 ]

[ 72 ]

[ 73 ]

[ 74 ]

[ 75 ]

[ 76 ]

[ 77 ]

[ 78 ]

[ 79 ]

[ 80 ]

[ 81 ]

[ 82 ]

[ 83 ]

[ 84 ]

[ 85 ]

[ 86 ]

[ 87 ]

[ 88 ]

[ 89 ]