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Wie man ein Space Shuttle landet

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[Mit freundlicher Genehmigung von NASA]

Die Geschichte

Das Space Shuttle mit dem offiziellen NamenRaumtransportsystem(STS) ist vielleicht das großartigste Wunder der Technik, das die Menschheit jemals geschaffen hat. Das Programm wurde kurz nachdem Präsident Nixon den Plan der NASA angekündigt hatte, ein wiederverwendbares Space Shuttle oder Space Transport System (STS) zu entwickeln. Der Plan führte zu einer umfassenden Überarbeitung des Apollo-Programms, um eine Technologie zu entwickeln, die dem intensiven Hitze- und Stressflugzeugerlebnis beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre standhält und gleichzeitig das mehrfach zu verwendende Fahrzeug bewahrt. Das Space Shuttle ist führend in der Technologie und ein Wunder der menschlichen Technik. Es wurde verwendet, um grundlegende Gesetze und Beschränkungen zu erweitern, die die Menschheit derzeit an der Erforschung des Weltraums hindern. Sein Aufstieg des Wissens würde zu einer der bedeutendsten Errungenschaften werden, die die Menschheit jemals erreicht hat.

Der Bau des Space Shuttles forderte jedoch Ingenieure auf der ganzen Welt heraus. Auf dem Papier schien es unvorstellbar, ein Raumschiff zu schaffen, das widerstandsfähig genug ist, um einem Wiedereintritt standzuhalten und sich danach in einem funktionierenden Zustand zu befinden. Obwohl die Ingenieure der NASA, unbeirrt von der Herausforderung, bald die Columbia entwickelten, das erste Space Shuttle, das 11 Astronauten und 27.000 Kilogramm in den Weltraum auf a 56 Meter großRakete. Während jeder Orbiter für die Verwendung entwickelt wurde100 FlügeDie Columbia-Rakete explodierte infamös weiter1. Februar 2003, als es beim Wiedereintritt aufbrach und alle sieben Astronauten an Bord tötete.

Die Schwierigkeiten beim Wiedereintritt

Der schwierigste und gefährlichste Teil der Raumfahrt ist der Wiedereintritt. Die Ingenieure von Raumfahrzeugen müssen ein Fahrzeug entwickeln, das der immensen Hitze und Kraft des Orbiters standhält. Der Orbiter muss von seiner Anfangsgeschwindigkeit von langsamer werden 28 000 Stundenkilometer (9 mal schnellerals eine durchschnittliche Gewehrkugel!) zu einem viel langsameren 300 km / h über eine Vertikale 4oo Kilometer Entfernung. Während des Wiedereintritts ist die Beschleunigung so bedeutend, dass sie so viel wie möglich erfährt 7 mal Die Schwerkraft belastet das Flugzeug unglaublich. Während das Flugzeug weiter durch die Erdatmosphäre fällt, erwärmt sich der äußere Teil des Orbiters durch einen massiven Luftwiderstand auf bis zu1,648 ° C..

Um zu verhindern, dass das Flugzeug in Flammen aufsteigt, sind verschiedene Arten von Fliesen erforderlich, die je nach den thermischen Anforderungen des Gebiets platziert werden. Wiederverwendbare Hochtemperatur-Isolierfliesen bedeckten die Unterseite mit Niedertemperaturfliesen am Rest des Fahrzeugs. Die Vorderkanten des Fahrzeugs sind mit einer Carbon-Carbon-Beschichtung verstärkt, um zu verhindern, dass sich das Fahrzeug auflöst. Der Hauptunterschied zwischen der Beschichtung ist die äußere Hautschicht. Dunkle Bereiche weisen eine hohe Wärmeübertragungsrate auf, während die weißen Oberflächen sich durch reflektierende Wärme auszeichnen.

[Mit freundlicher Genehmigung von NASA]

Obwohl das Flugzeug über ein Fahrzeug verfügt, das der extremen Hitze standhält, musste es auch ohne externe Energie sicher zur Erde gleiten. Natürlich war die Herstellung eines solchen Fahrzeugs keine leichte Aufgabe. Die doppelten Deltaflügel bieten jedoch gerade genug Auftrieb, damit das Fahrzeug gleiten kann, obwohl es oft als das bezeichnet wirdfliegender Ziegelstein.

Es erscheint intuitiv, eine glatte Oberfläche zu verwenden, um einen minimalen Luftwiderstand zu erzeugen. Die NASA-Ingenieure griffen jedoch auf ein Material mit kleinen Lücken zurück, das die turbulente Strömung erhöht, um eine sekundäre Luftbarriere zu schaffen, die der Hitze widersteht. Der Widerstand wirkt sich jedoch erheblich auf die Aerodynamik des Shuttles aus und führt dazu, dass es mit nahezu der gleichen Geschwindigkeit wie ein Mensch mit Endgeschwindigkeit abfällt 200 km / h in einer Höhe von ca. 3km. Im Vergleich dazu wäre es eine Äquivalenz eines Airline-Piloten, der einen Abstieg initiiert, der nur dauert 2 Minutenauf den Boden fallen.

Die immense Sinkgeschwindigkeit ist überraschend vorteilhaft für den Wiedereintritt in die Atmosphäre. Die großen zurückgekehrten Flügel weisen einen großen Auftrieb auf, der dazu führen würde, dass das Shuttle aus der Atmosphäre springt, wenn seine Dichte zunimmt - ähnlich wie beim Abspringen eines Felsens von einem Teich. Um der Kraft entgegenzuwirken, leitet eine Computerführungssequenz eine Neigung von 60 Grad ein, damit das Shuttle in die Atmosphäre stürzt.

Das Fahrzeug verlangsamt sich kontinuierlich, jedoch bewirkt der Auftrieb von den Tragflächen, dass das Flugzeug eine große Geschwindigkeit beibehält, viel zu schnell, wenn das Shuttle mit einem direkten Anflug landen sollte. Der Auftriebskraft muss entgegengewirkt werden, um ein sicheres Geschwindigkeitsniveau zu erreichen. Daher wird das Shuttle auf die Seite gekippt, wodurch die Auftriebsrichtung senkrecht zum Boden verläuft. Natürlich wird das Space Shuttle dann vom Kurs abgekommen und muss um 180 Grad gedreht werden, um die Kraft in die entgegengesetzte Richtung zu lenken. Das Flugzeug führt das Manöver kontinuierlich durch, bis es sich 20 km von der Landebahn entfernt gerade befindet, sodass der Kommandant den endgültigen Anflug durchführen kann.

Der Kommandant richtet das Modul aus und lässt die Gänge im letztmöglichen Moment fallen. Ohne Schub gibt es nur einen Landeversuch. Ein zu frühes Öffnen der Zahnräder erzeugt einen erheblichen Luftwiderstand, der dazu führen würde, dass das Shuttle zum Stillstand kommt und zur Erde stürzt. Zu viel Geschwindigkeit und die Zahnräder kollabieren, was ebenfalls zu einem katastrophalen Ausfall führt.

Bret Copeland erklärt weiter die Komplikationen der Landung des Space Shuttles.

Das Space Shuttle ist das Leuchtfeuer, das zur größten Errungenschaft der Menschheit führte und eine permanente Raumstation installierte, die fast noch besetzt sein würde20 Jahre. Das Projekt hat zu bedeutenden Fortschritten bei Wissen und Technologien geführt und möglicherweise die Grundlagen geschaffen, die die nächste Mission in andere Welten treiben werden. Es liegt jedoch alles in den Technologien und dem Genie, mit denen ein Raumschiff konstruiert wurde, das nicht nur Astronauten in den Weltraum bringen konnte, sondern auch sicher in demselben Shuttle nach Hause zurückkehren konnte, das viele, viele Male eingesetzt werden sollte.

Obwohl viele ihr Leben verloren haben, als sie sich über die Grenzen der Erde hinaus wagten, hat das Space-Shuttle-Programm mehr als erfolgreich gestartet 130 Raketen und über 350 Leute an Bord des fortschrittlichsten, aber schlimmsten Flugzeugs der Welt ins All: Der fliegende Ziegel. Durch ihre gewagte Tapferkeit wird sie weiterhin die Spitze des Weltraums vorantreiben, um die Geheimnisse des Universums zu entschlüsseln.

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Geschrieben von Maverick Baker


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