Wie kann eine Höhenforschungsrakete die Temperatur der Atmosphäre genau messen, während sie mit hoher Geschwindigkeit durch sie hindurchfliegt?

Eine Höhenforschungsrakete ist eine Rakete, die in die hohe Atmosphäre aufsteigt, um alle möglichen Messungen vorzunehmen, damit wir mehr über die obere Atmosphäre erfahren können. Sie gehen nicht in die Umlaufbahn, also können sie kleiner sein als wir normalerweise von Weltraumraketen halten. Sie können jedoch immer noch ziemlich leicht über 100 km fahren, und sie fahren immer noch sehr schnell.

Was ich wissen möchte, ist, wie kann es die Umgebungstemperatur in jeder Höhe genau messen? Die Rakete wird sehr schnell fliegen und viel Wärme durch Luftreibung erzeugen.

Beachten Sie, dass die Wärme nicht auf Reibung zurückzuführen ist, sondern auf die Kompression der Luft davor.
@JDługosz Ich bin mir ziemlich sicher, dass es von beiden stammt. Feste Oberflächen leiden unter Hautreibung durch bewegte Luft, die wie jede andere Reibung Wärme erzeugt.
@ DrZ214 Nein, ist es nicht. Der Einfluss der Reibung ist vernachlässigbar.

Antworten (2)

Laut dem Link hier,

Bei meteorologischen Raketen wird der Temperatursensor nicht gemessen, wenn die Rakete aufsteigt, sondern eine Nutzlast, die den Sensor enthält, wird aus großer Höhe ausgestoßen, und während sie mit dem Fallschirm herunterfällt, werden Messungen zurückgestrahlt.

Hier ist eine Antwort von over auf airline.stackexchange.com , die dieses Problem anspricht. Ich habe unten einen Teil davon zitiert, aber siehe diesen Link für weitere Informationen.

Wenn Sie die Temperatur messen, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, misst Ihr Außenthermometer eine höhere Temperatur als die tatsächliche Außentemperatur (was ein sich nicht bewegendes Thermometer erhalten würde). Das liegt daran, dass die Luft, wenn sie in Ihr Thermometer strömt, ein wenig komprimiert wird, wodurch es sich ein wenig erwärmt.

Erstaunlicherweise haben einige schlaue Leute sogar berechnet, wie hoch dieser "Ramanstieg" ist, und Sie können tatsächlich (na ja, theoretisch) die angezeigte Temperatur kompensieren, um die tatsächliche Außenlufttemperatur zu berechnen:

R a m   R ich s e = S EIN T × 0,2 × M 2

Laut der Antwort von Mathav Raj wird die Temperatur während des Aufstiegs nicht gemessen, aber dies erklärt, wie dies durchgeführt werden könnte.

Ich denke, das Dokument in Mathav Rajs Antwort könnte diese Informationen auch enthalten - in diesem Dokument wird über eine ganze Reihe anderer Korrekturen diskutiert, die am gemessenen Wert vorgenommen werden können, und diese Formel kann auch während des Aufstiegs gelten. Auf dem Weg nach unten tritt das gleiche Problem mit dem Rammanstieg auf.
Wie kann eine Höhenforschungsrakete die Temperatur der Atmosphäre genau messen, während sie mit hoher Geschwindigkeit durch sie hindurchfliegt?
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