Deorbitacja
.svg) | Ten artykuł od 2013-05 zawiera treści, przy których brakuje odnośników do źródeł. |
Deorbitacja – sprowadzenie statku kosmicznego z orbity w gęste warstwy atmosfery. Początek deorbitacji powoduje praca silnika rakietowego o wstecznym ciągu, czyli o ciągu ze zwrotem przeciwnym do zwrotu prędkości statku kosmicznego. Impuls całkowity silnika rakietowego niezbędny do inicjacji deorbitacji zależy od masy statku kosmicznego i wysokości orbity.
Celem deorbitacji może być bezpieczne lądowanie statku kosmicznego na ziemi lub wodowanie na wodzie:
- wahadłowiec kosmiczny
- lądownik statku Sojuz
- kapsuły statku kosmicznego Merkury, Gemini i Apollo
lub spalenie statku kosmicznego w gęstych warstwach atmosfery:
- amerykańska stacja kosmiczna Skylab
- kosmiczny statek transportowy Progress
- rosyjska stacja kosmiczna Mir
Deorbitacja w programie Merkury
Do deorbitacji kapsuły Merkury służyły trzy silniki hamujące na paliwo stałe, pracowały 10 sekund po czym się wyłączały i zostawały odrzucane odsłaniając osłonę cieplną.
Aby powrócić na Ziemię kapsuła musiała zostać wytrącona z orbity. Do tego celu służyły trzy silniki (do realizacji zadania wystarczały dwa). Były zamontowane na osłonie termicznej wraz z silnikami, wykorzystywanymi przy separacji kapsuły i rakiety nośnej. Odpalenie silników ustawionych w kierunku przeciwnym do toru lotu kapsuły spowalniało ją, dzięki czemu spadała na coraz niższą orbitę by w efekcie wejść w górne warstwy atmosfery i rozpocząć hamowanie aerodynamiczne.
Na wysokości 6400 metrów otwierał się spadochron hamujący, spowalniając lot. Spadochron główny otwierał się na wysokości 3000 metrów. By zmniejszyć wartość przeciążenia w chwili uderzenia w wodę, kapsuła była wyposażona w perforowaną poduszkę powietrzną z włókna szklanego zamontowana między kapsuła a osłoną termiczną. Pod wpływem ciężaru odrzucanej osłony termicznej rozkładała się tuż przed wodowaniem i natychmiast zasysała powietrze. Dzięki temu, w chwili uderzenia w wodę na astronautę oddziaływało przeciążenie o wartości 15 g, podczas gdy bez niej osiągałoby wartość nawet 50 g[1].
.Do ochrony kapsuł początkowo stosowano berylowe osłony termiczne. Później jednak zmieniono je na bardziej efektywne osłony ablacyjne. Również kolor kapsuły podyktowany był ochroną termiczną. Dzięki matowej czerni łatwo oddawały ciepło[1].
Deorbitacja w programie Gemini
Program Gemini był mostem łączącym programy Merkury i Apollo. Kapsuła użyta w tym programie służyła między innymi do doskonalenia deorbitacji. Statek kosmiczny Gemini składał się z modułu załogowego (reentry module) i adaptera (adapter module). Przed wejściem do atmosfery statek kosmiczny był orientowany większą podstawą (adapterem) w kierunku ruchu. Przy podstawie adaptera o mniejszej średnicy przedłużeniem był moduł załogowy. Natomiast przy podstawie o większej średnicy znajdowało się 10 silników systemu (OAMS) Orbit Attitude and Maneuver System. Część adaptera z silnikami OAMS przed wejściem do atmosfery była odłączana i odrzucana odsłaniając cztery silniki rakietowe na paliwo stałe o ciągu wynoszącym 11 070 N każdy. Uruchomienie tych silników rozpoczynało hamowanie kapsuły, a w konsekwencji deorbitację. Następnie zostawała odłączana i odrzucana pozostała część adaptera odsłaniając osłonę cieplną przy podstawie modułu załogowego.
Deorbitacja stacji Mir
W przypadku likwidacji rosyjskiej stacji kosmicznej Mir, manewr wyhamowania prędkości i deorbitacji nastąpił na skutek zadziałania silników statku kosmicznego Progress M1-5, który był przyczepiony do stacji Mir.
Deorbitacja statku kosmicznego Sojuz
Deorbitacja rosyjskiego statku kosmicznego Sojuz wygląda podobnie jak deorbitacja amerykańskiego statku kosmicznego Merkury. Po odłączeniu lądownika i modułu serwisowego od modułu orbitalnego, w ściśle uprzednio zaplanowanym punkcie na orbicie uruchamiane są silniki hamujące modułu serwisowego statku Sojuz. Po wypaleniu paliwa i zainicjowaniu deorbitacji moduł serwisowy jest odrzucany.
Animacja deorbitacji statku kosmicznego Sojuz TK-2
Obecnie moduł orbitalny Sojuza jest odrzucany po zapłonie hamującym. Jest to działanie wprowadzone po anomaliach z powrotem pojazdu Sojuz TM-5 w 1988.
Deorbitacja wahadłowca
Do operacji deorbitacji wahadłowca były używane obydwa silniki manewrowe OMS. Dane do deorbitacji były opracowane na Ziemi i przesyłane do komputerów pokładowych (GPC) poprzez kanał transmisji danych[2]. Przed uruchomieniem silników manewrowych załoga ustawiała wahadłowiec za pomocą RCS tyłem w kierunku ruchu. 2,5 minutowa praca silników manewrowych OMS inicjowała deorbitację. Następnie załoga za pomocą RCS, sterując ręcznie, ustawiała wahadłowiec w położeniu prawidłowym do wejścia w atmosferę, dziobem w kierunku ruchu.
Przypisy
- ↑ a b Steve Whitfield: Mercury. Warszawa: Prószyński Media Sp. z o.o., 2011, s. 14-15, seria: Historia podboju Kosmosu. ISBN 978-83-7648-722-9.
- ↑ Kim Dismukes: General-Purpose Computers (ang.). NASA, 2002-04-07. [dostęp 2013-11-25]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-11-10)].
Linki zewnętrzne
- Deorbit (ang.). W: The Shuttle Reference Manual [on-line]. NASA, 1988. [dostęp 2015-01-06]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-02-16)].
Media użyte na tej stronie
Looking like a scene from an H.G. Wells novel, engineers inspect and test a boilerplate Mercury space capsule. Note the array of bulky test equipment on the table and the less than clean-room conditions. Today such testing is conducted under virtually steril conditions in a completely controlled environment.
ISS014-E-09371 (11 grudnia 2006)---Zbliżenie tylnej części wahadłowca Discovery, sfotografowanej przez załogę 14 Ekspedycji Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, podczas misji STS-116, w czasie przeglądu promu na orbicie (ang. rendezvous pitch maneuver (RPM)), przed przycumowaniem do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Widoczne są: dwa silniki główne, głowice orbitalnego systemu manewrowego, część paneli drzwi ładowni, fragment skrzydeł, klapy kadłuba wahadłowca.