Wiedreintritt in die Erdatmosphäre, Warum so schwierig? Einstellungen

[Ta152]

Warum ist eigentlich der Wiedereintritt in die Erdatmosphäre nach einem Raumflug so schwierig? Das Problem ist doch die Hitze die durch die Luftreibung in den oberen Schichten der Atmosphäre. Warum taucht man nicht "einfach" langsammer in diese ein? Wo leigt das Problem?

[Herzog Atreides]

Womit will man bremsen? Um bremsen zu können bräuchte man wieder treibstoff und den müßte man ja dann auch wieder mit hochnehmen. Das wäre  ja wieder verlorene Nutzlast. Also nutzt man die dicker werdende Atmosphäre als Bremse. UNd vernichtet die kinetische Energie als Wärme.

So ganz kurz

[jever]

Wenn ein Flugzeug die Erde innerhalb 24 Stunden umkreisen will, muss es ca. 1666km/h schnell sein, also fast Mach 2.
Je weiter man draussen ist, umo schneller ist das natürlich, so dass man mit Mach 10 oder mehr rechnen muss auf normalen Umlaufbahnen. Um Mach 10 zu erreichen, braucht man eine ganze Menge Antriebskraft. Das Shuttle müsste aber genau diese Antriebskraft aufwenden, um wieder abzubremsen. dazu kommt, dass es, je näher es der erde kommt, durch die gleiche Winkelgeschwindigkeit, von einem festen OIrt der Erde immer schneller wird.
Das Shuttle muss als Mach 20-30 oder mehr abbremsen und dazu braucht man eine ganze Menge Energie, die das Shuttle nicht zu vernünftigen Preisen nach oben transportieren kann.
Also nutzt man die kostengünstigere Alternative Reibung, welche kaum Gewicht verbraucht, aber trotzdem sehr effektiv ist.

MfG jever

[Ta152]

Die Geschwindigkeit von Satelitten und Raumschiffen ist so hoch um durch fliehkraft der Erdanzeihungskraft engegenzuirken. Wenn man die Geschwindigkeit erhöht entfernt man sich von der Erde wenn man sie senkt nähert man sich der Erde. Wie kurz ist die Übergangszone zwischen Vakum und Atmosphäre? Könnte man nicht in dem Bereich wo die Luft noch extrem dünn ist, und daher wenig Reibung entsteht, schon in den Aerodynamischen Flug übergehen?

[MarlboromNa]

Könnte man nicht in dem Bereich wo die Luft noch extrem dünn ist, und daher wenig Reibung entsteht, schon in den Aerodynamischen Flug übergehen?

Nein.
Da ist dann grad ZU wenig Luft da, um aerodynamisch fliegen zu können.
Selbst wenn die Luftreibung schon anfängt, bzw der Wiedereintritt in Gange ist, kommt das so gaaanz langsam, dass der normale Flug möglich ist.

[jever]

Bei den Geschwindigkeiten könnte das Space Shuttle sogar wie ein flacher Stein auf dem Wasser über die Atmosphäre hüpfen. Der Übergang Luft->Wasser ist schliesslich auch nur ein Übergang der Reibungkoeffizienten.

MfG jever

[Dirk]

Soweit ich weiß ist bei dem Wiedereintritt ein "Durchstoßwinkel" durch die Atmosphäre einzuhalten. Die Toleranz dieses Winkels liegt bei wenigen Grad plus-minus. Man muß also exakt eintauchen um definiert durchzustoßen. Fliegt man zu flach an, ist man zu langsam und prallt an der Außenatmosphäre ab.
Ist man zu steil und schnell wird man zu sehr durch die Atmosphäre gebremst, zu hohe Reibung/Wärme und die Gefahr, das das Raumschiff strukturell versagt und zerlegt.

[Ta152]

Nur warum kann man nur Eintauchen oder Apprallen? Warum nicht auf der Atmosphäre "Schwimmen".

[Hawkeye]

Soweit ich weiß ist bei dem Wiedereintritt ein "Durchstoßwinkel" durch die Atmosphäre einzuhalten. Die Toleranz dieses Winkels liegt bei wenigen Grad plus-minus. Man muß also exakt eintauchen um definiert durchzustoßen. Fliegt man zu flach an, ist man zu langsam und prallt an der Außenatmosphäre ab.
Ist man zu steil und schnell wird man zu sehr durch die Atmosphäre gebremst, zu hohe Reibung/Wärme und die Gefahr, das das Raumschiff strukturell versagt und zerlegt.

Exakt!  :thumbs

[Dirk]

Nur warum kann man nur Eintauchen oder Apprallen? Warum nicht auf der Atmosphäre "Schwimmen".

Das "Schwimmen" musst du näher Erläutern.
Das Raumschiff hat nun einmal eine sehr hohe Geschwindigkeit und die beste Methode dieses abzubremsen und definiert wierder eintreten zu lassen besteht aus einem exakten Manöver.
Oder meinst du vielleicht, man sollte das Raumschiff zunächst abbremsen und dann langsam in die Atmosphäre eintauchen?
Vergiß aber nicht die Erddrehung und die Relativgeschwindigkeiten der Erde und des Raumschiffs! Zusätzlich gibt es noch Massenanziehungskräfte. Sobald ich näher an die Erde komme wirkt die Anziehungskraft, welche das RS weiter beschleunigt und so schnell machen würde, das es bei orthogonalem Eintritt in die Atmosphäre zerschellt.
Also muß man eine Methode haben, die allen Kräften so Rechnung trägt, das der Wiedereintritt gefahrlos abläuft.
Das ist laut der Praxis der schon erwähnte Anflug mit bestimmten Parametern, speziell des Wiedereintrittswinkels.