Атмосфера Землі грає, зокрема, захисну функцію — влітаючи до неї, космічні об’єкти починають горіти. В результаті до поверхні не долітає більшість метеоритів та космічного сміття. Без захисного шару, що спалює об’єкти, що потрапляють в атмосферу ззовні, планету постійно бомбардували б різноманітні предмети.
Але ця особливість атмосфери є проблемою для космонавтики.
Як вдається повертати астронавтів назад на Землю?
Чому апарати з МКС не згоряють у щільних шарах атмосфери?
Земля в ілюмінаторі
Космічним апаратам, що повертаються на Землю, щільні шари атмосфери загрожують серйозними проблемами.
Наближаючись до планети, об’єкти починають прискорюватися під впливом тяжіння. Влітаючи на такій швидкості в атмосферу, за рахунок тертя вони починають розігріватися до істотних температур. Нижче де в атмосфері вже багато кисню, розпечений корпус такого апарату починає горіти.
Але ж космонавтів та деяке цінне обладнання треба якось повертати на Землю?
Яку проблему згоряння в атмосфері вдалося вирішити конструкторам?
Незгораюча капсула
Коли в новинах показують репортажі про повернення космонавтів із МКС, то можна помітити , що капсула, що приземлилася, практично чорного кольору. Вона обвуглилася, проходячи через атмосферу.
Але все ж таки не згоріла!
Щоб забезпечити повернення людей, винахідникам довелося передбачити комплекс умов.
Космонавти, завершивши свою місію, летять з МКС на Землю. Шлях додому триває 3 години. Весь цей час люди перебувають в особливій капсулі . Вона відстиковується від станції і летить у бік планети. На першому етапі капсула знижується повністю. Від самого початку швидкість падіння становить 28000 км на годину. Поки працюють гальмівні двигуни, вони наскільки можливо знижують швидкість.
За 140 км від поверхні Землі капсула розвалюється на три частини. Апаратний блок та побутові відсіки згоряють в атмосфері. Це дозволяє мінімізувати площу тертя.
Вже зовсім невелика капсула з людьми продовжує знижуватися.
Щоб вона не згоріла, був розроблений спеціальний абляційний захист .
Капсула має вигнуту екрануючу оболонку , яка частково відбиває ударну хвилю, що виникає при зіткненні з молекулами повітря. Це зменшує температуру нагрівання.
Весь корпус маленької капсули покритий спеціальним складом на основі азбесту. Цей матеріал стійкий до спалаху. Тому поверхня капсули починає горіти, але дуже повільно. Шар розрахований так, щоб часу його згоряння вистачило для проходження щільних шарів атмосфери.
В результаті розвалу капсули та опору атмосфери швидкість поступово знижується до 800 км на годину. На висоті 10 км викидається гальмівний парашут, швидкість, а значить, і температура корпусу знижується.
Безпосередньо над поверхнею Землі швидкість становить близько 20 км на годину.
Космонавти успішно приземляються. Правда для мінімізації тертя площа поверхні капсули має бути якнайменше. Тому шлях додому космонавтам доводиться долати буквально згорнувшись до купи в крихітній капсулі.
