PRoAtom

(Всего: 0)
от на 29/04/2020

Краткое дополнение: зачем у Starship крылышки. Через 100 лет это, возможно, войдёт во все школьные учебники.

Собственно, когда мы оценочно прикидываем, сколько километров в секунду должна быть общая эквивалентная скорость ракеты для полёта к Марсу и обратно, к Луне и обратно, или куда-либо ещё в пределах планетной системы - не задумываясь не прибавляем скорость необходимую чтобы остановить космический корабль при обратном подлёте к Земле. А корректно ли это?

При подсчёте оказывается, что атмосфера начинает эффективно тормозить космический аппарат начиная с высоты километров 60, не выше. Учитывая радиус кривизны Земли 6380 километров, оказывается что космический аппарат начиная со скоростей немного превышающих вторую космическую, либо прошивает атмосферу и улетает не затормозившись, либо разрушается от перегрузки.

В качестве решения, нужны небольшие крылышки, площадь которых недостаточна для посадки "по-самолётному" однако позволяет маневрировать при космических скоростях. Третья космическая скорость 16,7 км/сек, примерно вдвое больше первой и позволяет вернуться с любого расстояния в Солнечной системе с объекта, вращающегося в плоскости эклиптики в том же направлении что и Земля. То есть с любой планеты.

При скорости спутника невысоко над Землёй, округлённо, 8 км/сек, центробежная сила равна силе тяжести и образуется невесомость при движении по орбите с постоянной высотой над Землёй.

Если по этой же орбите пойдёт возвращающийся аппарат со скоростью 16 км/сек, будет центростремительное ускорение 4g минус сила тяжести 1g итого 3g в потолок.

Космический корабль подходит к Земле по касательной к поверхности, входит в высотный коридор высотой порядка 50 - 80 километров, переворачивается и аэродинамической силой крыла стремится довернуть в землю. Учитывая аэродинамическое качество невысокое на сверхзвуке, ускорение торможения будет того же порядка 4 единиц, они складываются как корень из суммы квадратов так как угол между векторами 90 градусов.

С итоговой перегрузкой 5g - предельная величина которую человек может переносить без ограничения длительности величинами меньше минуты - космолёт может лететь вдоль поверхности Земли и замедляться сколь угодно долго. Порядка 5000 километров достаточны для остановки. Кроме того, поверхность с крылом в форме "Шаттла" только гораздо меньшим, позволит наклеить теплозащитные плитки на большей площади. Похоже, Илон Маск это ноу-хау уже знает и предусмотрел, поэтому Starship оснащён крылышками в том числе ради метода, позволяющего останавливаться в атмосфере Земли при возвращении с любой планеты Солнечной системы и при этом сохранять перегрузки приемлемыми для человека. - Дежурный по сайту.