Wie hoch war die Wiedereintrittsgeschwindigkeit von Apollo 11 beim Fallschirmeinsatz?

Wenn Sie nach dem Einsatz der drei Hauptfallschirme des C/M-ELS (Apollo Command Module Earth Landing System) fragen, dann ist dies einfach zu beantworten: Die Pilotschirme werden in einer Höhe von etwa 10.000 Fuß (3,05 km) eingesetzt ein barometrischer Schalter, der die drei Hauptfallschirme aus ihren Behältern zieht. Das ELS wurde so konstruiert, dass die Bremsrutschen den Abstieg auf ungefähr 200 km / h (124 mi / h) verlangsamen, bevor die Pilotrutschen die Hauptrutschen ziehen und den CM schließlich auf 35 km / h (22 Meilen pro Stunde) verlangsamen Wasserung und auf ungefähr 39,5 km / h (24,5 mi / h) mit nur zwei richtig eingesetzten Hauptrutschen, wie es während der Apollo 15 -Wasserung geschah .

                  ^{Abfolge der Ereignisse des Earth Landing System (Quelle: Project Apollo - NASSP )}

Für den Drogue-Einsatz (Dank an @MarkAdler in den Kommentaren!) haben wir jetzt dieses Diagramm des Fallschirm-Einsatzumschlags :

Bei normalem atmosphärischem Eintritt (nicht Startabbruch) beschreibt das Diagramm für den manuellen Einsatz der Drogues die Region in Höhen zwischen 40.000 und 25.000 Fuß (12,2 - 7,6 km) und einer CM-Geschwindigkeit zwischen Mach 0,7 und 0,3. Wenn man das in die Zahlen der US-Standardatmosphäre von 1962 umwandelt, entsprechen 0,7 Mach bei 40.000 Fuß ungefähr 206 m/s (743 km/h oder 461 mi/h) und 0,3 Mach bei 25.000 Fuß ungefähr 94 m/s (338 km/h oder 210 km/h). Das entspricht durchschnittlich 9,9 km (32.500 ft) und einer Geschwindigkeit von 150 m/s (540 km/h oder 336 mi/h).

Die normale Eintrittsregion für den Drogue Chute -Einsatz durch barometrischen Schalter (wie es bei Apollo 11 der Fall war ) wird in Höhen zwischen 25.000 und 20.000 Fuß (7,6 - 6,1 km) und einer CM-Geschwindigkeit zwischen Mach 0,225 und 0,475 beschrieben, die bei ungefähr 70,65 liegen - 147,25 m/s (158 - 329 mi/h oder 254 - 530 km/h). Das entspricht durchschnittlich 22.500 Fuß und 109 m/s (243,5 mi/h oder 392 km/h) .

Die Geschwindigkeit des Kommandomoduls wird die Endgeschwindigkeit sein – die Geschwindigkeit, bei der die durch den Luftwiderstand ausgeübte Kraft der durch die Schwerkraft ausgeübten Kraft entspricht – weil es mit einer wahnsinnig hohen Geschwindigkeit in die Atmosphäre eindrang und Zehntausende von Metern gefallen ist schon. Wir wissen also, dass es die Endgeschwindigkeit sein wird.

Aber wir können hier nicht aufhören.

Ich war auch neugierig darauf, also beschloss ich, die Zahlen laufen zu lassen. Die Formel für die Endgeschwindigkeit lautet wie folgt:

• Die Masse des Kommandomoduls,$m$, war 5809kg, von hier aus .
• Die Schwerkraft auf der Erde,$g$ist gleich in der Nähe$9.8~\textrm{m/s}^2$.
• Der Luftwiderstandsbeiwert,$C_D$, scheint ungefähr 1,3 zu sein (nach der Grafik auf Seite 48 dieses NASA-Papiers zu urteilen .
• Die projizierte Fläche des Hitzeschilds des CM,$A$, war$11.631~\textrm{m}^2$($125.2 ~\textrm{ft}^2$), laut Seite 9 eines anderen NASA-Papiers .

Hier nehme ich an, Sie sprechen von den Drogue-Fallschirmen, den ersten, die draußen sind. Sie wurden auf 24.000 Fuß (7315,2 m) eingesetzt. Die Dichte der Luft in dieser Höhe beträgt nach Wolfram|Alpha :$0.57~\textrm{kg/m}^3$.

Jetzt haben wir also alle unsere Nummern. Wir müssen nur die Berechnungen durchführen – die ich durchgeführt habe, um eine Endgeschwindigkeit in dieser Höhe von (Trommelwirbel bitte) zu erhalten …$103.71~\textrm{m/s}$(oder ungefähr 230 Meilen pro Stunde).

Das ist…

• Über die maximale Schwunggeschwindigkeit eines professionellen Golfspielers,
• Fast so schnell wie ein Ferrari F50 GT1 (ca. 2 % langsamer),
• Und etwa ein Drittel so schnell wie der Schall in 15 ° C trockener Luft bei 1 Atmosphäre: Mach 0,33 in dieser Höhe .

Danke, Wolfram|Alpha !