Du ciel à la terre (comment protéger un satellite de la combustion dans l'atmosphère). Descendre d'un vaisseau spatial depuis l'orbite

La navette Endeavour a atterri à la base aérienne d'Edwards en Californie. Deux tentatives d'atterrissage du vaisseau spatial à Cap Canaveral ont été annulées en raison du mauvais temps.

La descente d'un vaisseau spatial vers la Terre est classiquement divisée en trois étapes : la désorbitation ; vol dans l'atmosphère; atterrissage réel.

La majeure partie de l'énorme énergie cinétique de l'appareil - depuis la vitesse orbitale de 7,9 km/s jusqu'à une petite vitesse (subsonique) - s'éteint dans la deuxième section - le vol dans l'atmosphère. Dans ce cas, des conditions de température et de surcharge sévères apparaissent. Les deux facteurs - échauffement et surcharge - peuvent être dangereux tant pour le véhicule que pour les personnes et nécessitent à la fois des solutions de conception et un contrôle particulier de la trajectoire de descente.

Si la qualité aérodynamique du véhicule (le rapport entre la force de portance et la force de traînée de l'avion) ​​est nulle, alors la descente sera balistique, c'est-à-dire incontrôlable, le long d'une trajectoire raide. La trajectoire de descente balistique pour les caractéristiques données de l'engin spatial et les paramètres atmosphériques connus avec une certaine précision est calculée à l'avance ; Sur la base de cette trajectoire, l'emplacement et l'angle d'entrée du vaisseau spatial dans l'atmosphère sont sélectionnés, assurant son atterrissage dans une zone donnée. L'ampleur de la surcharge lors d'une descente balistique dépend presque exclusivement de l'angle d'entrée dans l'atmosphère (l'angle d'inclinaison de la trajectoire par rapport à l'horizon local). Si l'angle d'entrée est de 0,5 à 1 degrés, la surcharge maximale atteindra 8 à 10 unités. Plus l'angle d'entrée est grand, plus la trajectoire est raide et plus la force g est grande.

Pour les premiers vaisseaux spatiaux Vostok et Mercury, la descente balistique était une option standard. Les navires de ce type sont revenus d'orbite le long trajectoire balistique, puisque leur corps sphérique ne créait pratiquement aucune portance et que leurs qualités aérodynamiques étaient proches de zéro. Lors d'un examen médical, le premier groupe de cosmonautes a été soumis à une force G maximale de 12 unités.

Si la qualité aérodynamique de l'appareil est de 0,3 à 0,7, la descente est appelée semi-balistique ou coulissant. La descente coulissante est devenue une option standard sur la prochaine génération de vaisseaux spatiaux. Le véhicule de descente (DA) du vaisseau spatial Soyouz se compose d'un bouclier frontal en forme de segment sphérique et d'un corps situé derrière lui en forme de cône tronqué (« phare »). Lorsqu'il se déplace dans l'atmosphère, l'appareil est équilibré selon un certain angle d'attaque (d'équilibrage). Cela crée une petite force de levage, qui vous permet de contrôler la trajectoire de descente. La surcharge maximale lors du freinage est de 4 unités.

Si la qualité aérodynamique du véhicule est supérieure à un, alors la descente sera planification. Avec une telle descente, il existe une force de levage. La descente planée facilite l'atterrissage des astronautes, car elle permet un freinage plus lent, ce qui entraîne une réduction de la force G à 3-4 unités. De plus, lors d'une descente planée, il est fondamentalement possible de contrôler la portée et la direction du vol dans l'atmosphère, ce qui permet soit d'atterrir avec plus de précision, soit de sélectionner la zone d'atterrissage pendant le processus de descente.

Lors d'un atterrissage en douceur sur la surface de la Lune, qui n'a pas d'atmosphère, le vaisseau spatial est freiné par des moteurs à réaction. Ce type de descente s'appelle descente en jet. Il a été mis en œuvre concrètement dans les projets « Luna-9 », « Luna-17 », etc.

Enfin, il est fondamentalement possible descente combinée dans l'atmosphère, c'est-à-dire une telle descente dans laquelle le freinage s'effectue à action commune forces aérodynamiques et force de réaction.

Actuellement, la descente balistique est considérée comme une option d’atterrissage de secours. Il a été introduit en secours après l'accident du 5 avril 1975 sur le site de lancement du vaisseau spatial Soyouz-18 (cosmonautes Vasily Lazarev et Oleg Makarov). Dans ce cas, l'appareil peut atterrir à des dizaines, voire plusieurs centaines de kilomètres du site d'atterrissage prévu. De plus, lors de la descente balistique, les astronautes subissent des surcharges presque deux fois plus fortes que la normale.

Le matériel a été préparé sur la base d'informations provenant de sources ouvertes

Cette année, le monde entier célèbre le cinquantième anniversaire du premier vol humain dans l’espace. Commencer âge de l'espace est devenu une victoire de la pensée humaine dans de nombreux domaines scientifiques et technologiques. L'un des problèmes les plus importants et les plus difficiles consistait à protéger le vaisseau spatial contre la surchauffe lors de son retour sur Terre.

Tout le monde sait que les petits corps cosmiques tombant de l'espace sur Terre brûlent complètement ou presque complètement dans les couches denses de l'atmosphère. Vitesses élevées entrer dans l'atmosphère vaisseau spatial, conduisent au développement de températures atteignant 7 000-8 000°C dans le flux d'air venant en sens inverse au niveau de leur bord d'attaque. Aucun matériau dans la nature ne peut résister à de telles températures. Mais il est possible de préserver la surface du navire.

Le premier facteur qui permet de sauver le véhicule de descente spatiale est le temps de descente limité. Les flux de chaleur pénétrant dans tel ou tel corps, le détruisant, n'auront cependant peut-être pas le temps d'achever ce « travail » avant l'arrêt de la descente. C'est cet effet qui est utilisé : pour la protection thermique des engins spatiaux. A cet effet, sur le corps avec dehors un revêtement spécial est appliqué, qui détruit par chauffage aérodynamique tout en absorbant un peu de chaleur. L'ampleur du flux thermique entrant lors de la descente de l'appareil par unité de surface étant bien certaine, il est possible de choisir l'épaisseur du revêtement de protection thermique de telle sorte que lorsqu'il est détruit, ce flux soit complètement absorbé , et le corps principal de l'appareil reste intact. Une méthode de protection thermique basée sur un processus prédéterminé de destruction d'un matériau absorbant le flux de chaleur est appelée refroidissement ablatif. La possibilité de son utilisation est principalement déterminée par l'existence de matériaux qui, une fois détruits, sont capables d'absorber une quantité importante de chaleur tout en ayant une densité spécifique relativement faible et une résistance satisfaisante.

À partir du milieu des années 1950, alors que les spécialistes des fusées étaient confrontés à la question de la protection thermique des ogives de missiles de rentrée, des plastiques spéciaux à base de résines phénol-formaldéhyde ont été développés avec de bonnes propriétés d'absorption de la chaleur. Au début des années 60, de nouveaux matériaux à base de résines époxy ont également été développés, qui, même s'ils ne présentaient pas de bonnes propriétés ablatives, présentaient de bonnes caractéristiques mécaniques et technologiques. En plus de la fibre de verre, l'amiante, le carbone, le quartz, le graphite et certains autres types de fibres sont actuellement utilisés.

Les plastiques renforcés sont largement utilisés pour fabriquer des boucliers thermiques pour les engins spatiaux de rentrée. Malgré la faible densité spécifique des plastiques, la masse de ces écrans s'avère importante, donc pour la réduire, il convient de choisir la forme du compartiment de descente avec une surface plus petite soumise à de fortes charges thermiques. Convient très bien à cet effet hémisphère, qui est souvent utilisé dans la pratique.

Par exemple, le module de descente (sonde) des stations de type Venera a une forme sphérique et est équipé de plusieurs couches de revêtement de protection thermique, dont une partie est détruite lors du freinage aérodynamique, et la partie restante protège l'équipement de la sonde des hautes températures. températures de Vénus, atteignant 280°C à sa surface. D'un point de vue thermique, assurer la sécurité de la partie matérielle des véhicules descendant à la surface d'autres planètes est beaucoup plus difficile que lors de leur descente depuis une orbite proche de la Terre. Cela s'explique par le fait que les véhicules « extraterrestres » pénètrent dans l'atmosphère des planètes à une seconde vitesse cosmique plus élevée.

Pour résoudre le problème de la protection thermique des engins spatiaux lors de leur descente dans l'atmosphère des planètes, il est nécessaire de prendre en compte certaines caractéristiques balistiques du vol. Par exemple, il est conseillé de diriger une sonde pour descendre dans l'atmosphère de Jupiter selon une trajectoire douce, de sorte que le point d'entrée se trouve près de l'équateur de la planète et que la sonde se déplace dans le sens de sa rotation. Cela réduira la vitesse du véhicule par rapport à l’atmosphère de la planète, et donc réduira l’échauffement de sa structure. La configuration de la sonde a été choisie de telle sorte qu'elle commence à décélérer à haute altitude, où l'atmosphère est encore considérablement raréfiée. Il existe de nombreuses caractéristiques balistiques associées à l'échauffement des engins spatiaux pendant leur descente, et choisir la trajectoire de vol optimale peut à juste titre être considéré comme l'une des méthodes de protection thermique.

Le problème de la protection thermique s’avère particulièrement difficile pour les engins spatiaux réutilisables. Leurs surfaces développées conduisent à une très grande masse de revêtement ablatif de protection thermique. De plus, l'exigence d'une utilisation réutilisable pose, d'une manière générale, la tâche de développer des matériaux capables de résister sans destruction aux charges thermiques qui en résultent. Par exemple, les températures maximales à la surface du corps d’un vaisseau spatial américain réutilisable sont de 1 260 à 1 454°C. La température de fonctionnement de l'alliage d'aluminium à partir duquel le boîtier est fabriqué ne doit pas être maintenue à plus de 180°C. Mais même cette valeur n'est pas satisfaisante pour l'équipage et les instruments de l'appareil. Sa réduction ultérieure nécessite le recours à des mesures complémentaires : augmentation de l'isolation thermique interne de l'habitacle, évacuation de la chaleur à l'aide d'un système de régulation thermique, etc.
En effet, toute la surface de l'appareil est divisée selon le niveau de température en quatre zones, chacune utilisant son propre revêtement. Un matériau en carbone renforcé de fibres de carbone est utilisé sur le cône avant et les extrémités des ailes du véhicule, où les températures dépassent 1 260 °C. Au retour du véhicule sur Terre, ce matériau est détruit et doit être remplacé par du nouveau avant chaque vol ultérieur. Lorsque la température ne dépasse pas 371°C, un revêtement de protection thermique flexible et réutilisable est utilisé. Dans les zones où la température de surface est de 371 à 649°C, il est utilisé ; également un revêtement réutilisable constitué de fibre de quartz amorphe pure à 99,7% à laquelle est ajouté un liant de silice colloïdale. La protection thermique de la partie boîtier avec une température de 649 à 1 260°C est également réalisée à l'aide d'une isolation réutilisable. La différence réside dans la taille des carreaux (152x152 mm avec une épaisseur allant de 19 à 64 mm).
Il convient de noter que les exigences relatives aux revêtements de protection thermique d'un navire réutilisable sont très diverses et très complexes. Ainsi, par exemple, ces revêtements doivent avoir des propriétés très spécifiques propriétés optiques, ce qui est nécessaire pour maintenir leur température pendant le vol orbital et pendant la phase de descente. Ils doivent résister à des charges dynamiques importantes lorsque le véhicule pénètre dans les couches denses de l'atmosphère. Pour résoudre ce problème, le matériau est rendu poreux - les vides occupent 90 % du volume du carreau. De ce fait, la pression dans les carreaux est toujours égale à la pression environnement, donc toutes les charges aérodynamiques sont transférées à la peau de la structure principale du navire.

Dans cette note, nous avons seulement abordé les problèmes de protection thermique des engins spatiaux, en essayant de montrer quelles solutions de base au problème ont été proposées lors de la conception des véhicules de première descente. La science ne reste pas immobile ; de nouvelles solutions et de nouveaux matériaux contribueront à réaliser les rêves les plus fous de l’humanité en matière d’exploration spatiale.

Les principaux matériaux de l'article sont empruntés au livre Salakhutdinova G.M. "Protection thermique dans technologie spatiale", publié sur le portail www.astronaute.ru

Le 12 février 1947, une météorite de fer est tombée sur le territoire du territoire de Primorsky, dans les contreforts ouest du Sikhote-Alin. Sur le chemin du lieu de rencontre avec la Terre, elle s'est effondrée en centaines de milliers de fragments et est tombée sous forme de pluie. En fait, une météorite est rare, une météorite de fer est doublement rare et une pluie de fer est trois fois rare.

La météorite Sikhote-Alin est l'une des dix plus grandes météorites du monde et un certain nombre de caractéristiques la rendent unique, par exemple son homogénéité globale. composition chimique ce n'est pas un seul cristal, mais est composé de nombreux cristaux orientés de manière aléatoire, « mal connectés les uns aux autres » [Fesenkov, 1978], ce qui a probablement provoqué la désintégration en plusieurs parties.

Ceci est un exemple de chute de météorite classique. Le moment et le lieu de l'automne, le beau temps et même le tournant des eaux se sont révélés exceptionnellement favorables, préservant au maximum l'image de la destruction. Le site de l'accident de météorite a été découvert le lendemain et deux semaines plus tard, les premiers chercheurs se sont rendus sur le site de l'accident.

La grande quantité de substance rendait presque toutes les analyses possibles sans risquer d’en utiliser trop. C’est pourquoi la météorite a été étudiée en profondeur. Au moins trois monographies ont été écrites sur lui, et des centaines articles scientifiques. Toute personne intéressée peut se référer à la littérature spécialisée, et pour ceux qui sont ignorants, je propose un bref résumé des faits établis.

FAITS ET CHIFFRES

Désormais, tous les musées plus ou moins grands du monde possèdent des échantillons de la météorite Sikhote-Alin. En plus des 27 tonnes de substances collectées enregistrées, de nombreux échantillons se sont répandus dans tout le pays et flottent de temps en temps. des endroits inattendus. Les jokers les font passer pour de nouvelles météorites. Habituellement une contrefaçon est détectée instantanément, l'apparence de cette météorite est trop caractéristique, mais un jour les choses sont allées assez loin...

En 1976, un employé du musée géologique de l'association Donbassgeology V.V. Koulakovski a remis un fragment de météorite pesant 144 au Comité des météorites de l'Académie des sciences de l'URSS et a signalé qu'il avait été trouvé dans une veine de charbon de Donetsk. L'âge des couches de charbon était de 285 à 340 millions d'années. Jusqu’à ce moment, aucune découverte de ce type n’avait été effectuée. La météorite a été enregistrée, a reçu le nom de Maryinka et a été décrite en détail par V.P. Semenenko. La presse l'a surnommée la plus ancienne météorite de la Terre.

Mais... apparemment, il y avait des doutes quant à son caractère unique. En 1983, l'isotope Mn-53 avec une demi-vie de 3,7 millions d'années a été analysé. Si une météorite tombait il y a 300 millions d’années, tous les isotopes du Mn-53 auraient disparu depuis longtemps. Il s'est avéré qu'ils existent en même quantité qu'à Sikhote-Alin. La question était réglée. Ainsi, près de 10 ans plus tard, la météorite Marinka a été exclue du catalogue.

Le Comité des météorites de l'Académie des sciences de l'URSS a organisé 15 expéditions dans la zone où est tombée la météorite Sikhote-Alin (1947-1950, 1967-1977). Chacun d'eux était composé d'environ 30 personnes. La zone de diffusion des fragments de météorite a été délimitée, la répartition de ces fragments sur la zone a été établie, les cratères ont été décrits en détail et le matériel a été collecté. Finalement, la zone a été déclarée monument naturel.

Météorite a fait quelques ajustements carte géographique Primorié. Désormais, deux ruisseaux directement dans la zone de la chute s'appellent Maly et Bolshoi Meteoritny, et la plus haute colline de la région porte le nom de L.A. Koulika. Le village le plus proche est également Meteoritny (jusqu'en 1972, il s'appelait Beitsukhe).

Et le chercheur le plus dévoué à cette météorite était Evgeniy Leonidovich Krinov, dont la vie consciente en météorologie a commencé à Toungouska. Cette météorite était SA météorite. Bien que cette météorite, comme la météorite Tunguska, ait été touchée par littéralement tous les chercheurs impliqués dans les météoritiques. Parmi eux : acad. Fesenkov, docteur en physique et mathématiques. sciences N.B. Divari, géophysiciens de Leningrad E.S. Gorshkov et E.G. Guskova, Tallinn - géologues A.O. Aaloe et Y. Kestlane, cosmochimiste de Kiev, docteur en je ne sais quelles sciences V.P. Semenenko, chef de la cosmochimie soviétique, docteur en sciences chimiques A.K. Lavrukhina, mathématicien de Tomsk A.P. Boyarkin et bien d'autres. Je voudrais mentionner une autre personne qui a constamment participé aux 15 expéditions - Yegor Ivanovich Malinkin. Il a agi comme assistant de laboratoire et gardien, soutien de famille constant. Et maintenant, il continue de travailler au sein du Comité Météorite, qui traverse des moments difficiles. Parmi les sommités de Sikhote-Alin se trouve le candidat en sciences physiques et mathématiques V.I. Tsvetkov, qui a participé à toutes les expéditions depuis 1967 et a dirigé les dernières.

L'entrée dans l'atmosphère ne peut pas être trop abrupte, car dans ce cas la zone de freinage sera petite, le temps de freinage sera court et l'augmentation de la densité atmosphérique se fera trop rapidement. En conséquence, le vaisseau spatial ou le navire avec des personnes à bord subira une surcharge excessive, ce qui peut provoquer la destruction de l'équipement ou - et c'est l'essentiel - la mort des astronautes. En fait, presque toutes les trajectoires de retour depuis la Lune, dont les périgées se trouvent sous la surface de la Terre, doivent être considérées comme « raides ». La trajectoire la plus « raide » est naturellement une trajectoire droite (verticale).

Après être entré dans l'atmosphère, l'engin spatial, sous l'influence de sa résistance, quitte la trajectoire képlérienne et s'enfonce plus bas. Par conséquent, les périgées évoquées ne sont en réalité pas atteintes, même lorsqu'elles se situent au-dessus de la surface de la Terre. Ils sont appelés conditionnels.

Si le périgée conditionnel est situé trop haut au-dessus de la surface de la Terre, alors le vaisseau spatial ne rencontrera qu'une faible résistance de la part des couches raréfiées de l'atmosphère, ce qui sera insuffisant pour le forcer à tomber sur Terre. En conséquence, après avoir perdu une petite partie de sa vitesse, il s'échappera dans l'espace extra-atmosphérique et se transformera en un satellite terrestre avec une grande orbite elliptique. Après avoir effectué un tour, il rentrera dans l'atmosphère et, ayant perdu encore un peu de vitesse, entrera à nouveau sur une orbite elliptique, déjà plus petite et située légèrement différemment. L'apogée se rapprochera de la Terre, le périgée se rapprochera aussi, mais très faiblement, et axe majeur l'orbite tournera d'un certain angle (sur la figure 100, cette rotation est exagérée) du fait que la direction de sortie de l'atmosphère est légèrement déviée de la direction d'entrée. Un grand nombre de ces « ellipses de freinage » permet, en principe, d'éteindre progressivement toute l'énorme vitesse de l'entrée initiale dans l'atmosphère.

L'inconvénient de la méthode des ellipses de freinage est que son utilisation rend quasiment impossible la présélection d'un site d'atterrissage, et surtout, elle nécessite un temps de freinage long. De plus, le franchissement périodique des zones de rayonnement s'avère dangereux pour la santé des astronautes et inacceptable pour le retour sur Terre depuis la Lune et les planètes. Par conséquent, il n’est pas souhaitable de rentrer dans l’espace extra-atmosphérique à une vitesse supérieure à la vitesse circulaire.

Cependant, la méthode des « ellipses de bremsstrahlung » (ou méthode de « l'orbite elliptique amortie ») est parfois considérée comme variante possible descente en cas d'urgence.

Le périgée de la trajectoire retour ne doit pas être trop élevé. Mais comme nous l’avons vu, il ne peut pas être trop bas. Par conséquent, la rentrée dans l'atmosphère au retour de la Lune ne peut s'effectuer que dans un couloir étroit dont la limite inférieure est déterminée par les surcharges maximales admissibles, et la limite supérieure par l'obligation de réduire la vitesse au moins à la vitesse locale. vitesse circulaire pour que le freinage se termine à la première entrée dans l'atmosphère (Fig. 101 ) .

Riz. 100. Méthode des « ellipses de freinage ».

Riz. 101. Couloir de rentrée atmosphérique : 1 - trajectoires de surcharges dangereuses, 2 - trajectoires « passantes » qui ne conduisent pas à la descente (« zone de non-capture »).

Pour revenir sur Terre, vous devez entrer dans le couloir étroit désigné. La largeur du couloir s'entend comme la différence des hauteurs des périgées conditionnelles des deux trajectoires képlériennes limites. Elle est si petite qu'au retour vers la Terre, une correction de trajectoire est certainement nécessaire.

En fait, si nous supposons que le coefficient de surcharge maximal admissible ne doit pas dépasser 10, alors lors de l'entrée dans l'atmosphère à la deuxième vitesse de fuite, la largeur du couloir ne devrait être que de 10 km. Approximativement ces valeurs sont indiquées dans un certain nombre d'ouvrages.

Il existe cependant une méthode de descente qui permet d'agrandir le couloir d'entrée et présente de nombreux autres avantages. Il s’agit de la descente planante déjà familière, ou de la descente à qualité aérodynamique.

L'engin planeur peut être une capsule en forme de cône émoussé, tourné selon l'angle d'attaque, ou un cône à section longitudinale douce (qualité aérodynamique comme les navires américains Gemini et Apollo), ou avoir un corps porteur ( qualité aérodynamique 1 ou plus), ou avoir des ailes (qualité aérodynamique supérieure à 2).

Supposons qu'un véhicule doté de qualités aérodynamiques soit entré dans l'atmosphère en dessous de la « limite inférieure » (la limite inférieure du couloir d'entrée), ce qu'il aurait dû être lors d'une entrée balistique. Dans ce cas, la trajectoire s'écartera vers le haut, et l'appareil pourra atterrir en descendant lentement, afin que les surcharges ne soient pas excessives. Ainsi, la limite inférieure du couloir d’entrée va baisser.

La limite supérieure du couloir d’entrée (« limite de survol ») peut être encore augmentée de la même manière. Le véhicule planeur, une fois au-dessus de cette limite, peut encore rester dans l'atmosphère si une force de portance négative est créée (le planeur vole « à l'envers »), tendant à pousser le véhicule vers la Terre. Lorsque le danger d’aller dans l’espace extra-atmosphérique sera passé, il faudra rendre à nouveau la force de portance positive. Pour ce faire, l'engin de glisse doit se retourner autour de son axe longitudinal.

Ainsi, dans le cas d'une descente planée, la largeur du couloir d'entrée est déterminée comme la différence des hauteurs de deux périgées conditionnels : le premier correspond à la trajectoire qui est la « limite de capture » (sortie de l'atmosphère à une vitesse proche du circulaire) lorsque la portance négative est utilisée ; la seconde correspond à la trajectoire sur laquelle la surcharge maximale est la maximale admissible, et l'utilisation de la portance positive est supposée.

Si nous désignons la largeur du couloir d'entrée, la formule approximative suivante peut être indiquée pour cela :

Ici, a est la vitesse sans dimension d'entrée dans l'atmosphère, c'est-à-dire

la vitesse d'entrée, liée à la vitesse circulaire locale ; la qualité aérodynamique du véhicule entrant dans l'atmosphère ; pmax - le coefficient maximum admissible de surcharge longitudinale, c'est-à-dire surcharge dans le sens du mouvement (c'est celle-ci, et non la surcharge transversale, qui présente un danger) ; rayon de la Terre; X est ce qu'on appelle le « décrément logarithmique de densité », indiquant le taux de diminution de la densité de l'air dans l'atmosphère avec l'altitude.

En raison de dernière désignation(Notez que le changement de densité avec l'altitude au-dessus de la surface de la Terre peut s'écrire approximativement sous la forme - densité de l'atmosphère au niveau de la mer), et cette dépendance reflète assez bien la véritable situation jusqu'à l'altitude. La valeur de X a une dimension dont la valeur inverse est appelée « facteur d'échelle de densité » et a une signification physique simple : elle indique l'altitude en kilomètres, en montant, jusqu'à laquelle la densité de l'air diminue d'un facteur. Pour la Terre.

En fait, les formules pour pourraient être simplifiées, en prenant en compte celle pour la Terre et celle au retour de la région de la Lune, mais nous ne le faisons pas, puisque la formule pour la largeur du couloir d'entrée I est universelle dans nature: il est valable pour entrer dans l'atmosphère de n'importe quelle planète avec une vitesse dépassant la vitesse circulaire locale.

Il est curieux que, comme le montre la formule ci-dessus, la largeur du couloir dépend du taux de changement de la densité de l'atmosphère avec l'altitude, mais pas de la valeur spécifique de la densité, par exemple à la surface de la planète. Cela dépend du rapport entre la force de portance et la force de traînée, mais pas des valeurs spécifiques de ces forces ni de la masse du véhicule.

A noter que la formule est valable pour les cas où l'entrée se fait avec une qualité aérodynamique pas trop faible. En particulier, il ne permet pas de calculer la largeur du couloir d'entrée balistique.

L'utilisation de la portance permet d'augmenter significativement la largeur du couloir d'entrée par rapport à sa largeur lors de la descente balistique selon les données). De plus, il offre la possibilité de manœuvres supplémentaires (notamment latérales) dans l'atmosphère, ce qui permet un atterrissage avec une bien plus grande précision. Si nécessaire, des ricochets peuvent être effectués pour augmenter la portée de vol. Lors de la rentrée dans l'atmosphère (après ricochet), les erreurs de la précédente sortie de l'atmosphère peuvent être compensées grâce à la portance. Si la portée nominale avec ricochet est

alors un appareil avec un rapport portance/traînée de 0,4 peut augmenter ou diminuer cette plage de et dans le cas d'un rapport portance/traînée, même de

Par rapport à une descente balistique, une descente à qualité aérodynamique entraîne une forte réduction des surcharges, puisque le freinage s'étend sur une durée beaucoup plus longue.

Étant donné que le milieu est très raréfié près de la limite supérieure du couloir d’entrée, des ailes trop grandes peuvent être nécessaires pour créer une force de portance négative de l’ampleur requise. Par conséquent, il est possible que le même objectif d’augmentation de la limite soit atteint de manière plus avantageuse en augmentant artificiellement la résistance à l’aide de dispositifs de freinage tels que des parachutes capables de résister à des températures élevées.

En revanche, à la fin de la descente, lorsque la vitesse de l'engin planeur est fortement réduite, le corps porteur devient inefficace, et donc, à la dernière étape, un atterrissage en douceur est réalisé à l'aide de parachutes ou d'une fusée. moteur. Les planeurs spatiaux, qui ont un rapport portance/traînée d'environ 3-4, peuvent atterrir sur des tapis roulants, comme c'est le cas pour les avions orbitaux (par exemple la navette).

En Union soviétique, pour la première fois, des véhicules automatiques ayant recouvert la Lune ou se trouvant à sa surface ont été renvoyés sur Terre.