Is het mogelijk, een ruimtevaartuig terug te laten keren met een minder uitbuindig hitteschild?

Ik heb al een paar antwoorden gezien in deze richting, maar ik kom er niet helemaal uit--
stel je voor dat een space shuttle aan het afremmen is... het hitteschild wordt te heet...
Maar hij heeft toch vleugels? En ailerons en hoogteroeren? Kan hij niet gewoon even omhoog sturen om zijn snelheid verder te reduceren? Als hij weer omhoog gaat (dus meer potentiële energie) dan moet de snelheid (kietische energie) toch afnemen?
Ik kan me voorstellen dat een gewone menselijke piloot dat niet redt, maar een computer zou dat toch moeten kunnen?
Wat weet ik niet, dat NASA wel weet?

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

Op een gegeven moment wil de Shuttle terug naar de aarde. Dan gebruiken ze korte tijd een remraketje om de snelheid ietsje af te remmen. Daardoor gaat de Shuttle naar het aardoppervlak toe vallen. Geleidelijk aan komt de Shuttle in heeeeel dunne lucht. Dat gaat heel geleidelijk. Die lucht is veeel te dun om gewoon in te vliegen met de voor zijn gewicht erg kleine vleugels. Let wel, ondanks de enorme snelheid kun je daar nog niet als een vliegtuig vliegen. Hij hangt dan ongeveer een graad of 50 steil achterover ten opzichte van de bewegingsrichting. Eigenlijk is hij keihard bijna recht vooruit aan het vallen, maar met de hittebestendige voor-onderkant naar voren gericht. Dat moet wel, want de andere kanten van het toestel kunnen niet tegen dat soort hitte! Zo komt hij in steeds iets dichtere lucht, en wordt de schuin aangeblazen onderkant en voorkant van de vleugels ontzettend heet van de wrijving. Hij begint nu ook steeds langzamer te gaan – en dus ook steeds harder naar beneden te gaan, want als je minder hard rond de aard tolt gaat de aantrekkingskracht (zwaartekracht) het winnen van de middelpuntvliedende kracht die het eerst nog mogelijk maakte om desnoods dagenlang (zonder aandrijfkracht) gewoon op 400 km hoogte te blijven. Na enige tijd begint hij meer en meer als een supersonisch zweefvliegtuig op de luchtkrachten te reageren, en dan kan hij (door de nog steeds enorme snelheid) inderdaad min of meer als een vliegtuig bestuurd worden. Dan zijn we intussen al ruim onder de 100 kilometer hoogte gezakt. Net als een gewoon zweefvliegtuig mikken ze er altijd op met wat reserve-hoogte in de buurt van de beoogde landingsplaats aan te komen. Op enkele tientallen kilometers hoogte (en nog steeds honderden kilometers afstand) vliegt de bemanning de meeste reserve-hoogte er in een paar steile zig-zag bochten al slalommend “af”, waardoor ze uiteindelijk enorm steil dalend en met een voortdurend nog afbouwende snelheid bij de landingsbaan uitkomen. Voor de inschatting van de juiste baan en bochten en zo maakt men gebruik van computers en meetsystemen, want het moet wel in één keer goed uitkomen! Alle genoemde getallen komen nu even uit mijn hoofd.; het zou nogal wat meer tijd kosten om al deze waarden even te checken, maar dit is globaal het principe. De fase waarin de vleugels echt als vleugels gebruikt kunnen gaan worden, ligt dus voorbij het gedeelte dat de Shuttle nog “op zijn hitteschild aan het afremmen” is. Zo heb ik het altijd begrepen.

In principe heb je helemaal gelijk. Het ruimtevaartuig heeft een hoeveelheid potentiele en kinetische energie die hij kwijt moet zien te raken om te landen. Hoe langer hij er over doet, hoe meer tijd hij hebt om de warmte af te voeren. Mogelijk willen ze er om bepaalde redenen niet zoveel tijd in steken om terug te keren.

Er wordt een enorme hoeveelheid energie in een raket gestoptom een baan met een snelheid van circa 20.000 km per uur te bereiken. Als je dan vanuit die baan weer terug wilt naar aarde met snelheid nul dan, oet je afremmen. Daarvoor heb je dus een hoeveelheid brandstof nodig die je niet mee kunt nemen als je naar boven gaat, want dan heb je veel meer brandstof nodig om omhoog te komen. Daarom wordt er geremd op de atmosfeer met de bekende hiite ontwikkeling. Omhoogsturen kan niet wegens gebrek aan draagvermogen op die hoogte en zou toch niks uithalen omdat bij het dalen de potentiele energie wee net zo hard wordt omgezet in kinetische energie. Als het al zou kunnen werken zou je eindeloos op en neer bumpen voordat je voldoende snelheid verloren zou hebben.

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100