Das derzeitige Design aller orbitalen Raumfahrzeuge, die zum Wiedereintritt in der Lage sind, ist eine Kaltstruktur, die ablative Materialien, isolierende Kacheln und andere Ansätze verwendet, um die Struktur des Raumfahrzeugs während des Wiedereintritts relativ niedrig zu halten. Die X-15 und das Spaceship One sind Raumfahrzeuge mit heißer Struktur, bei denen die Materialien die Reibungswärme absorbieren. Die X-15 verwendete spezielle Legierungen, um der Erwärmung standzuhalten, während Spaceship One aus Verbundwerkstoff besteht, aber die Wärme verteilt, indem kontinuierlich verschiedene Teile der Struktur freigelegt werden. Weder die X-15 noch das Raumschiff erreichten jedoch Umlaufgeschwindigkeiten. Ein Design mit heißer Struktur scheint erhebliche Vorteile gegenüber thermischen Schutzsystemen in Bezug auf Wiederverwendbarkeit und Wartung zu haben, jedoch ist die beim Wiedereintritt erzeugte Wärme weit mehr als ein suborbitaler Flug, selbst bei hohen Machgeschwindigkeiten.
Die frühen ICBM-Wiedereintrittsfahrzeuge, die sich zwar nicht in der Umlaufbahn befinden, sich aber zumindest der Umlaufgeschwindigkeit annähern, verwendeten ein Kühlkörperdesign, bei dem die Wärme im System gespeichert wurde, um zu verhindern, dass es verwendet wird. Das Problem dabei ist, dass sie nicht funktionieren, wenn Sie die Last leicht überschreiten, und es wird eine beträchtliche Masse hinzugefügt
Von einigem Interesse ist dieses DoD-Papier , das Wiedereintrittstechniken für Hyperschall- und Orbitalflugzeuge erörtert.
Das Fazit ist, dass es 3 Techniken gibt, die man anwenden kann, um die Hitze des Wiedereintritts zu mildern:
Wenn es ein solches System geben würde, wäre es höchstwahrscheinlich ein Flugzeugdesign, da es mehr gleiten und seine Wärme verteilen könnte.
Außerdem würde ich Ihre Annahme in Frage stellen, dass es einfacher zu warten wäre. Beim Wiedereintritt entsteht eine große Menge an Wärme, und diese Wärme muss irgendwo hin. Es könnte Metalle erheblich erwärmen, was eine Reihe von Problemen verursachen kann, die die Lebensdauer nicht nur einer externen Komponente, sondern auch der internen Rahmen beeinträchtigen können, die wahrscheinlich schwieriger zu ersetzen sind.
In dem gut konstruierten Orbitalsystem Dyna-Soar wurde erwartet, dass die Struktur etwa 4 Wiedereintritte im ungünstigsten Fall aushalten könnte. Ich bin mir nicht sicher, wie die Verteilung der Wiedereintritte im schlimmsten Fall wahrscheinlich sein wird, aber dies liegt immer noch unter der SpaceX-Schätzung von 8-10 Wiedereintritten für seine Hitzeschilde.
Bemerkenswert ist das Space Shuttle. Es ist ein Flugzeug und kann daher manövrieren, aber gleichzeitig hat es eine Abschirmung, die es irgendwo zwischen einem "heißen" und einem "kalten" Wiedereintrittssystem platziert. Die Kacheln können viele Male wiederverwendet werden, müssen aber nach jedem Flug überprüft und teilweise ersetzt werden. So erreichte es eine teilweise Wiederverwendbarkeit und war infolgedessen mit Abstand das am häufigsten wiederverwendete Fahrzeug, das im Weltraum umkreist wurde, obwohl viel Arbeit erforderlich war, um jedes Shuttle zwischen den Starts umzurüsten.
Unter dem Strich können Sie die Wartungskosten senken, wenn Sie den Wiedereintritt verlangsamen und eine bestimmte Menge Wärme in die Struktur aufnehmen können. Sie könnten besser dran sein, zumindest eine ablative Abschirmung zu verwenden, um die Lebensdauer weiter zu verbessern, anstatt die gesamte Wärme zu absorbieren.
äh
GdD
Organischer Marmor
Hephaistos Aetnaean