Die NASA plant, einen Asteroiden in eine Mondumlaufbahn zu bringen. So wie ich es verstehe, ist es eine enorme Aufgabe, selbst wenn hochspezifische Impulsionenantriebe verwendet werden. Es scheint fast unmöglich, ohne Aerobraking sicher auf der Erde zu landen: Die Ionentriebwerke können nicht mehr verwendet werden, da schnelles Handeln erforderlich ist und daher zusätzliche Raketentriebwerke mit höchster Zuverlässigkeit, hoher Manövrierfähigkeit, enormer Schubkraftvariabilität und riesigen Mengen an Treibstoff aufnehmen müssen vorbei (scheint ziemlich teuer und riskant). Aerobraking würde die gesamten Delta-V-Anforderungen, das Risiko, den Preis und die Komplexität der Landung erheblich reduzieren. Aber alle Hitzeschilde, die ich gesehen habe, sind robust, solide und weit entfernt von "flexibel".
Gibt es Tücher zum Schutz vor atmosphärischem Eintritt? Würden sie einen Asteroiden ohne Löcher und Lecks nur unter atmosphärischem Druck fest umschließen, oder wären einige Verbindungsstellen vor dem Eintritt erforderlich? Könnten diese Tücher stark genug sein, um die Reißkraft der Fallschirme darüber zu überstehen, oder sollten die Fallschirme am Asteroiden selbst verankert werden?
Übrigens denke ich an kommerzielle (nicht wissenschaftliche) Landungen von super-wertvollem Weltraumgestein, daher kann eine "sichere Landung" erklärt werden, wenn der Asteroid den Boden berührt (nicht über der Erde verbrennt oder zerbricht) und seine Teile Bleiben Sie in einem kleinen Radius (1 km oder Meile). Ich meine, es kann den Boden mit 100 m/s erreichen und einen ordentlichen Krater hinterlassen, aber solange wir das gesamte wertvolle Material (Platin, vielleicht) in einem angemessen großen Bereich verstreut sammeln können, ist es in Ordnung. Vielleicht sind dann sogar die Fallschirme nicht notwendig, wenn die Endgeschwindigkeit eines Asteroiden (jetzt Meteorit) klein genug für diese Aufgabe ist (oder?).
TL;DR: Sie können einen Hitzeschild anbringen, aber die Form von allem, was Sie wieder eingeben möchten, ist wichtig.
Während etwas, das genau den Konturen Ihres Objekts folgt, schwierig sein kann, ist es nicht so schwierig, Ihren Asteroiden mit Kacheln zu bedecken, die im Vergleich zu Ihrem Asteroiden klein sind.
Aber es gibt ein größeres Problem: Sie müssen eine Form entwerfen, die "gute" aerodynamische Eigenschaften hat, sonst müssen Sie viel zu viel Wärme absorbieren.
Grundsätzlich bedeutet Wiedereintritt, dass Sie Ihre kinetische Energie loswerden, und das Nützlichste, dies zu tun, ist, in die Luft zu schlagen, wo Ihre kinetische Energie in thermische Energie umgewandelt wird, die wir Wärme nennen.
Und die einfache Erklärung für ein Hitzeschild ist, dass es verwendet wird, um "die Hitze" zu absorbieren.
Aber das ist nicht ganz richtig: Die Wärmeenergie wird zwischen dem Erhitzen der Luft (Umwandlung in Plasma) und dem Erhitzen Ihres Raumfahrzeugs aufgeteilt. Im Allgemeinen kümmern wir uns nicht wirklich darum, etwas Luft zu erhitzen, aber wir kümmern uns um die Wärmemenge, die vom Raumfahrzeug absorbiert werden muss.
Die meiste Wärme wird an/durch die Stoßwelle um das Raumfahrzeug herum erzeugt. Wir wollen also, dass diese Schockwelle von unserem Fahrzeug getrennt ist, und es stellt sich heraus, dass eine flache Oberfläche vorne dies am besten erreicht. Wenn Sie sich die Apollo-Wiedereintrittskapseln ansehen, sehen Sie etwas, das der besten Form nahe kommt (der flache Teil ist die Vorderseite). , obwohl die Intuition sagen würde, dass ein Umdrehen weniger Wärme erzeugt .
Dies ist der gleiche Grund, warum das Space Shuttle beim Wiedereintritt "Bauch voran" flog. Ich kenne die genauen Details der Aerodynamik während der Columbia-Katastrophe nicht, aber die Dinge begannen wirklich schief zu gehen, als Luft anfing, durch das Loch im Hitzeschild einzudringen. Ich wette, der veränderte Luftstrom und die veränderte Form der Stoßwelle haben die Sache noch schlimmer gemacht.
Dasselbe gilt für Ihren Asteroiden: Sie möchten, dass er mit einer flachen Oberfläche vorne wieder eindringt, und wenn Sie das bauen, erhalten Sie etwas, das im Grunde wie ein großer, robuster Hitzeschild aussieht, der an der Vorderseite befestigt ist.
Ablative Abschirmung funktioniert bei unregelmäßig geformten Objekten, und technisch gesehen funktioniert so ziemlich alles einmal als Ablator. Wie in Emil Bodes Antwort erwähnt, sind die aerodynamischen Eigenschaften Ihres Objekts beim Wiedereintritt wichtiger. Wenn es asymmetrisch ist, erzeugt es einen Auftrieb in die eine oder andere Richtung, entfernt das Ziel und hebt möglicherweise "nach unten", wodurch die Zeit / Entfernung verringert wird, die zum Abbremsen auf die Endgeschwindigkeit verfügbar ist (Quelle - zu viel Kerbal-Raumprogramm).
Nur einen Hitzeschild an der Front zu bauen, hilft nicht, da es nicht nur auf die Aerodynamik ankommt, sondern auch auf die Massenverteilung. Wenn Ihr sorgfältig angepasster Hitzeschild Sie mit einem Widerstandszentrum vor dem Massenmittelpunkt lässt, wird Ihr Körper dazu neigen, die Enden auf aufregende Weise zu tauschen. RCS und Spin-Stabilisierung helfen, aber idealerweise möchten Sie eine passiv stabile Form mit der Masse nach vorne und einem weiter nach hinten entwickelten Luftwiderstand, siehe zum Beispiel das Heck des X-15 .
Eine weitere Komplikation ist der Widerstand gegen die Masse, wenn die Größe zunimmt, wobei die Frontfläche quadriert wird, die Masse jedoch gewürfelt wird. Schließlich erhalten Sie etwas, das nicht auf Endgeschwindigkeit abgebremst werden kann, bevor es die Oberfläche erreicht, selbst wenn es so geformt ist, dass es Auftrieb erzeugt und durch den Wiedereintritt „geflogen“ wird. Google hilft nicht bei der Masse, sondern bei der Gleitbahn des Space Shuttles bei etwa 85 Tonnen für etwas, das größtenteils hohl ist, deutet darauf hin, dass es selbst mit Steinbruch weniger als 100 Tonnen sein werden
Wenn das Ziel darin besteht, Mineralien in großen Mengen auf die Erde zurückzuführen, kann ein Plan darin bestehen, Abfallprodukte aus Ihrem Raffinationsprozess zu nehmen und sie in einer angemessen stabilen Form um Ihr Nutzlastmetall zu packen und den Abfall beim Wiedereintritt einfach abschmelzen zu lassen, um Wärme von Ihrem zu entfernen Nutzlast. Es gibt natürlich einige ökologische Nebenwirkungen beim Ablassen von Raffinerieabfällen in die Atmosphäre, die möglicherweise nicht beliebt sind.
TildalWelle
Benutzer6738
Steve Linton