Warum traten frühe Satelliten (z. B. Chinas Fanhui Shi Weixing) mit dem schmalen Ende (Nase) zuerst wieder in die Atmosphäre ein?

Ich war überrascht, als ich aus @JohnnyRobinsons neuer Antwort herausfand, dass Chinas Serie von Fanhui Shi Weixing - Raumfahrzeugen (FSW) imprägnierte Hitzeschilde aus Eichenholz verwendete. Ich habe das in Astronautix gefunden :

Die Kapsel für die FSW wurde wie die des US-amerikanischen Spionagesatelliten Discoverer/KH-1 mit dem Hitzeschild nach vorne oben auf der Trägerrakete montiert. Die ablative Nasenkappe aus imprägnierter Eiche bedeckte elektrische Geräte. Die kugelförmige hintere Kuppel enthielt den Bergungsfallschirm. (Betonung hinzugefügt)

Frage: Sind diese Raumfahrzeuge zuerst wieder in das schmale Ende oder die „Nase“ eingetreten? Wenn ja, war diese aerodynamisch stabil? Die meisten Wiedereintrittsraumfahrzeuge (z. B. bemannte Kapseln) sind tendenziell größer und haben zuerst ein stumpfes Ende. Warum hätte man sich früh für Nose-First entschieden?

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oben: Beschriftet mit "JB-2" in astronautix , vermutlich ein FSW-Raumschiff.

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oben: "Bergung des Fotoaufklärungssatelliten FSW-17." Von Astronautix .

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oben: Bild von FSW-3 oder FSW-4 von globalsecurity.org .

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oben: "Aufklärungssatellit FSW im Aufbau." Von Astronautix .

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oben: Screenshot aus China's Space Program - From Conception to Manned Spaceflight von Brian Harvey, 2004, Springer-Verlag London, 978-1-85233-566-3, (auch hier )

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oben: Screenshot von CORONA: America's First Satellite Program Kevin C. Ruffner, Hrsg., Center for the Study of Intelligence, Central Intelligence Agency, Washington, DC. 1995

@OrganicMarble nicht sicher, was ich mir über die ursprüngliche (sic) Schreibweise gedacht habe, möglicherweise eine Reihe von SF-Novellen des 21. Jahrhunderts?

Antworten (1)

Die Vorteile des Blunt-End-First-Designs waren lange bekannt, bevor eines der beiden Fahrzeuge gestartet wurde (1958, ein paar Jahre zuvor für Entwickler von Spionagesatelliten). Das spitze Ende zuerst ist jedoch das einfachste Design, das funktioniert.

  • Fallende Objekte wollen im Allgemeinen zuerst schwer und zuletzt schleppend werden. Mit einem schweren Hitzeschild auf der Vorderseite und einem leichten, aber sperrigen Fallschirm auf der Rückseite ist das spitze Ende zuerst stabiler.

  • Die meisten Raketen bieten einen kegelförmigen Raum für die Nutzlast. Um zuerst das stumpfe Ende zu starten, wäre eine große Verkleidung erforderlich, und das Anbringen des Hitzeschilds auf der Rückseite macht die Verbindungen zum Rest des Raumfahrzeugs viel komplizierter.

Das macht es perfekt für frühe Designs oder wenn Zuverlässigkeit wichtiger ist als Startmasse. Es gibt jedoch ein paar Probleme, die es für große / bemannte Kapseln unpraktisch machen.

  • Es erfordert deutlich mehr thermische Abschirmung. Ein Teil davon ist einfache Geometrie - das stumpfe Ende hat weniger Fläche zum Abdecken. Darüber hinaus hält die Stoßwelle eines stumpfen Objekts die meiste Wärme vom Fahrzeug fern, sodass ein stumpfer Endschutz auch dünner sein kann.

  • Beschleunigung und Verzögerung sind entgegengesetzt. Die Ausrüstung kann leicht genug in alle Richtungen gesichert werden, aber ein Astronaut würde beim Wiedereintritt 8 g spüren, während er an der Decke festgebunden ist, was ausgesprochen unangenehm erscheint.

Eine sehr klare und gut geschriebene Antwort, wie auch diese - danke!
In Bezug auf "einfache Geometrie - das stumpfe Ende hat weniger Fläche zum Abdecken". Erzeugt das schräge "spitze Ende" nicht weniger Luftwiderstand (pro Fläche) als das stumpfe Ende? Ich würde denken, dass dies einige der Anforderungen an die Wärmeabschirmung des "spitzen Endes" verringern würde. Haben nicht beide Enden das gleich große Luftwiderstandsprofil - einen Kreis.
@chux Dieser Teil geht von einer gleichen Schilddicke aus. Obwohl beide Enden das gleiche Luftvolumen bewegen müssen, ermöglicht ein scharfer Kegel, dass heiße Gase entlang der Oberfläche des Behälters strömen, was die thermische Belastung erhöht.
Vielleicht bin ich hier unwissend, aber wäre die Erfahrung von 8 g Kräften in Vorwärtsrichtung beim Wiedereintritt nicht sicherer als die aktuelle Art und Weise? (8 g "Rückwärtsbeschleunigung") Das Gegenteil gilt natürlich beim Abheben. Scheint, sie brauchen Drehstühle.
@SarahBailey Die Kräfte wirken alle in die gleiche Richtung, für die die Kapsel ausgelegt ist - die Rückwärtsverzögerung beim Wiedereintritt entspricht der Vorwärtsbeschleunigung beim Start.
@QuentinClarkson Ah, ich habe vergessen, dass sie wegen der Verzögerung den "Schub" in die entgegengesetzte Richtung spüren würden! Vielen Dank! :)
Warum traten frühe Satelliten (z. B. Chinas Fanhui Shi Weixing) mit dem schmalen Ende (Nase) zuerst wieder in die Atmosphäre ein?
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