우주선 엔지니어가 해결해야하는 가장 어려운 문제 중 하나는 지구 대기로 재진입하는 것입니다. 대기와 공간 사이의 경계면을 만나면서 타 버리는 대부분의 우주 쓰레기와 달리 우주선이 한 번에 지상으로 돌아올 수 있도록이 만남 동안 우주선은 손상되지 않고 차갑게 유지되어야합니다. 조각. 엔지니어는 이러한 목표를 달성하고 재난을 방지하기 위해 고려할 때 강력한 힘의 균형을 맞춰야합니다.
감속의 역학
애초에 궤도에 진입하려면 우주선이나 위성이 탈출 속도를 달성해야합니다. 이 속도는 지구의 질량과 반경에 따라 달라지며 시간당 40,000km (시간당 25,000 마일) 정도입니다. 물체가 대기의 상지에 들어가면 공기 분자와의 마찰 상호 작용이 속도를 늦추고 손실 된 운동량이 열로 변환됩니다. 온도는 섭씨 1,650도 (화씨 3,000도)에 도달 할 수 있으며 감 속력은 중력보다 7 배 이상 클 수 있습니다.
재 입장 복도
감 속력과 재진입시 발생하는 열은 대기에 대한 각도의 가파른 정도에 따라 증가합니다. 각도가 너무 가파르면 우주선이 타 버리고 안에있을만큼 운이 좋지 않은 사람은 부서집니다. 반면에 각도가 너무 얕 으면 우주선이 연못 표면을 따라 훑어 보는 돌처럼 대기의 가장자리에서 미끄러 져 내려갑니다. 이상적인 재진입 궤도는이 두 극단 사이의 좁은 대역입니다. 우주 왕복선의 재진입 각도는 40도였습니다.
중력, 항력 및 양력의 힘
재진입하는 동안 우주선은 최소 3 개의 경쟁력을 경험합니다. 중력은 우주선 질량의 함수이며 다른 두 힘은 속도에 따라 달라집니다. 공기 마찰로 인해 발생하는 항력은 항공기가 얼마나 유선형인지와 공기 밀도에 따라 달라집니다. 무딘 물체는 뾰족한 물체보다 더 빨리 느려지고 물체가 내려 갈수록 감속이 증가합니다. 우주 왕복선과 같이 적절한 공기 역학적 설계를 가진 우주선은 운동에 수직 인 양력을 경험합니다. 이 힘은 비행기에 익숙한 사람이라면 누구나 알고 있듯이 중력을 상쇄하며 우주 왕복선은이를이 목적으로 활용했습니다.
통제되지 않은 재진입
2012 년에 무게가 500kg (1,100 파운드) 인 약 3,000 개의 물체가 지구 주위를 돌고 있었고 결국 모두 대기로 다시 들어올 것입니다. 재진입을 위해 설계되지 않았기 때문에 70 ~ 80km (45 ~ 50 마일)의 고도에서 부서지고 조각의 10 ~ 40 %를 제외한 모든 조각이 타 버립니다. 땅에 닿는 조각은 일반적으로 티타늄과 같은 녹는 점이 높은 금속으로 만든 조각입니다.
