Warum können Raumfahrzeuge beim Wiedereintritt keine vollständige Hitzeschildabdeckung um sich herum erzeugen?

Wie bei den Sojus- oder Apollo-Raumfahrzeugen löst sich das Besatzungsmodul beim Wiedereintritt vom Servicemodul, ist es möglich, das gesamte Raumfahrzeug beim Wiedereintritt mit einem glatt-aerodynamischen Hitzeschild abzudecken und so das Hinzufügen zu verhindern Weltraumschrott und die Wiederverwendbarkeit des Raumfahrzeugs bis zu einem gewissen Grad.

Wenn ein Sojus wieder eintritt, verglühen die 2 Module, die nicht abgeschirmt sind, in der Atmosphäre. Das Gleiche gilt für andere Raumfahrzeuge, sodass beim Wiedereintritt kein Weltraumschrott entsteht.
Waren die Wostok-Wiedereintrittskapseln nicht etwa gleich von allen Seiten abgeschirmt?
@Hobbes Ich verstehe, aber was ist mit der Wiederverwendbarkeit des Raumfahrzeugs.
@SF. Ich weiß nicht ... sie könnten gewesen sein. Dann müssen sie also auch wiederverwendbar sein, oder gibt es neben dem Zerfall des Servicemoduls beim Wiedereintritt noch andere Faktoren, die dazu führen, dass ein Raumschiff nicht wiederverwendbar ist.
Der Hitzeschild von Vostok wurde nicht für die Wiederverwendbarkeit entwickelt: Er ist ablativ (dh ein Teil davon brennt beim Wiedereintritt ab) und Sie müssten den Hitzeschild ersetzen.
@AjinkyaNaik: Nein, zu der Zeit war die Aerodynamik des Wiedereintritts nicht ausreichend bekannt, daher war die Kapsel gegen das Betreten der "falschen Seitenfront" ausfallsicher, aber Wostoks waren definitiv nicht wiederverwendbar. Die ganze Idee scheitert an den Kosten für das Anheben des Hitzeschilds - die weggeworfenen Teile, die verbrennen, kosten insgesamt weniger als Hitzeschild, Landesysteme und das Anheben in den Weltraum. Informieren Sie sich über "Tyranny of Rocket Equation"; Die Rückgabe von 1 kg Wasserfahrzeug bedeutet etwa 20–60 kg Treibstoff und Ausrüstung beim Start, also ist es besser, dass 1 kg mindestens 20-mal wertvoller ist als die 20 kg–60 kg, die gestartet wurden.
Egal, das Shuttle hat uns Lektionen über die Kosten für die Renovierung, Tests und Wartung des Fahrzeugs erteilt. Anstelle geplanter Einsparungen verursachte es monumentale Kosten – nicht nur das Anheben des gesamten Eigengewichts machte den Startstapel enorm, auch die Überholung, die für den Neustart mehr kostete, als der Bau eines nicht wiederverwendbaren Fahrzeugs.

Antworten (1)

Es ist sicherlich möglich, genügend Raumschiffe abzuschirmen, um alles landen zu lassen; Dafür wurde das Space Shuttle entwickelt. Wer jedoch mit einem Hitzeschild landen möchte, muss diesen zunächst ins All bringen. Die Hitzeabschirmung für das Apollo Command Module hat eine Dichte von 32 Pfund pro Kubikfuß. Insgesamt wog allein die Hitzeabschirmung etwa 3.000 Pfund. Wenn Sie nun Ihr gesamtes Raumschiff wiederverwenden möchten, müsste das Ganze mit einem Hitzeschild bedeckt werden, was Ihr Gewicht je nach Größe um mehrere tausend Pfund erhöht. Das bedeutet, dass Sie mehr Treibstoff benötigen, um es dorthin zu bringen, was die Kosten der Mission stark erhöht. In der Weltraumforschung zählt jedes Gramm und wird sorgfältig überlegt. Es ist viel einfacher, einen Teil Ihres Raumfahrzeugs im Orbit zu lassen, um ihn später zu behandeln .

Aber dann war das Space Shuttle viel größer als diese Raumfahrzeuge, aber es wurde immer noch von zwei Boostern und drei Motoren mit Flüssigbrennstoff davongetragen, würde es nicht viel Unterschied machen, wenn wir das gesamte Raumschiff mit einem Hitzeschild abdecken würden, wäre es nicht viel sparsamer als das Space Shuttle.
Sie müssen verstehen, was die Zwecke der verschiedenen Raumfahrzeuge sind. Die Sojus-Kapseln sollen nur Personal und Vorräte zur ISS schicken, während das Space Shuttle für Astronauten gedacht war, in denen sie leben und Experimente durchführen konnten, also musste es viel größer sein.
Ich denke, Ihr Kommentar hat nichts mit meinem zu tun. Das Space-Shuttle, selbst wenn es viel größer als diese kleinen Raumfahrzeuge war, vollständig mit Hitzeschilden bedeckt und immer noch wiederverwendbar war, wären diese kleineren Raumfahrzeuge viel größer wirtschaftlich mit einem Hitzeschild abzudecken.
Aber der Punkt ist, dass es sich nicht lohnt, sie vollständig mit einem Hitzeschild abzudecken. Zumal Sie das Hitzeschild nach jedem Gebrauch warten und ersetzen müssen. Sie müssen auch die Form des Raumfahrzeugs berücksichtigen. Es muss aerodynamisch und so konstruiert sein, dass es durch die Atmosphäre kommt. Wenn es nicht bereits so geformt ist, müssen Sie auch mehr Zeit, Geld und Ressourcen in die Neugestaltung investieren.
Das Space Shuttle kehrt aus einer niedrigen Erdumlaufbahn zurück, während die Apollo-Kapsel von einer Lunar Return Trajectory zurückkehrt. Viel mehr kinetische Energie im späteren Beispiel, also mehr abtragendes Material erforderlich.
Warum können Raumfahrzeuge beim Wiedereintritt keine vollständige Hitzeschildabdeckung um sich herum erzeugen?
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