Conversation-Stopper – ¿Por qué el transbordador espacial y la estación espacial no caen a la Tierra?

¿Qué pasó con la gravedad? ¿No opera en el espacio?

La respuesta a las preguntas anteriores es la misma que para “¿Por qué la luna no cae sobre la Tierra?” o “… la Tierra sobre el Sol”. La gravedad, la fuerza de atracción entre dos masas (o cuerpos, el producto de sus masas dividido por el cuadrado de la distancia entre los dos centros), actúa continuamente y en todas partes; la respuesta, por lo tanto, es que el Transbordador, la Estación Espacial y la Luna están viajando cada uno a altas velocidades y alturas (correspondientes), dando vueltas alrededor de la Tierra, al igual que la Tierra en su órbita alrededor del Sol, y que todos están siempre “cayendo alrededor” del curvatura, por ejemplo, de la Tierra. Aunque la trayectoria de vuelo del vehículo en órbita (o la luna o el planeta) intenta ser una línea “recta”, la gravedad lo empuja continuamente hacia abajo, de modo que, como “satélites”, viajan continuamente en órbitas estables, circulares o elípticas. Lo mismo es cierto en todo el universo, y aunque existen fuerzas de atracción entre todos los cuerpos del Universo, entre sí, el factor de la distancia al cuadrado en el denominador elimina efectivamente la importancia de todos los demás cuerpos en comparación con los dos involucrados en el satélite. orbital.

Para poner una perspectiva numérica sobre lo que se ha convertido en una aceptación casual de las actividades espaciales, para lograr una órbita estable, el vehículo Shuttle Orbiter, que no tiene poder de propulsión mientras orbita, debe elevarse a una altura suficiente sobre la capa de aire de la Tierra, donde el vacío del espacio no produce resistencia de “arrastre” (generalmente alrededor de 125 millas de altitud) – para lograr esto, el sistema de propulsión de despegue debe impulsar el vehículo en órbita a aproximadamente 18,000 millas por hora (nota: viajar en dirección este gana la Tierra- velocidad de rotación superficial de aproximadamente 1000 mph).

Al completar la misión, para regresar a la Tierra, el Orbiter se ralentiza ligeramente, cayendo más cerca de la Tierra, chocando contra moléculas de aire individuales, que se “vaporizan” por el impacto, un pequeño pulso de “arrastre” (causando una mayor desaceleración y descenso de la lanzadera) y también de “calor”. A medida que el transbordador se desacelera y se baja para el modo de reingreso, la acumulación de calor desarrolla temperaturas tremendas de hasta 3000 grados Fahrenheit, lo que requiere las “placas” aislantes que cubren las superficies inferiores del ala y del cuerpo.

El concepto del transbordador espacial es notable y funcionalmente (y bellamente) simple y confiable, como resultado de la confianza en esta función de aislamiento, en un entorno espacial absolutamente hostil e implacable de hielo criogénico más vacío. Las losetas aislantes rentry, inventadas y desarrolladas por la NASA y Lockheed Aircraft, protegen a la nave espacial Orbiter (fabricada con una construcción convencional de largueros delgados de aleación de aluminio livianos, similar a la mayoría de los aviones subsónicos de esa época) del calor de reingreso. temperaturas que derretirían el acero de aleación más resistente.

  • Los mosaicos están diseñados individualmente para las temperaturas de reingreso anticipadas, de 6×6 pulgadas de tamaño y un promedio de aproximadamente 1 pulgada de profundidad;
  • En el interior, se componen de filamentos de cuarzo extremadamente largos y finos, comprimidos en el volumen de mosaico aspirado, con una cubierta de vidrio delgado. El proceso de fabricación – doble vacío, presurizado, es extremadamente complejo. Las superficies de las baldosas se dañan con relativa facilidad, la apariencia interior se asemeja a la espuma de poliestireno blanco; sin embargo, cuando la temperatura exterior es de 3000 grados F, la parte trasera (unida a la estructura de aluminio del Orbiter mediante un vulcanizador de temperatura ambiente RTV normal) tiene solo 80 grados F .
  • Las temperaturas de reentrada más altas se encuentran en la parte inferior del ala y el cuerpo, y en los bordes de salida de las superficies de control; hay 30.000 fichas negras; La NASA ha informado que el costo es de $ 2500 cada uno.

Sin embargo, debido a la enorme capacidad de aislamiento de las tejas, se ha logrado un concepto de transbordador espacial muy simplificado y confiable:

  • El vehículo Orbiter en sí fue diseñado y construido esencialmente como un avión convencional: su única función de vuelo, aterrizar después de la reentrada, utiliza controles de vuelo, neumáticos y frenos convencionales (la velocidad de aterrizaje es similar a la de un avión a reacción comercial, aproximadamente 160 mph).
  • No hay capacidad de propulsión para orbitar o aterrizar, la velocidad y el impulso del vehículo después del reingreso, lo que permite que el astronauta-piloto maniobre la nave en el aeropuerto y la pista de aterrizaje de la NASA preseleccionados.
  • Por lo tanto, la disposición de cohetes más poderosa y eficiente está diseñada para la secuencia de despegue: dos cohetes sólidos (de aproximadamente doce pies de diámetro), más los tres motores Orbiter (alimentados por el gran tanque central de oxidante de combustible); los cinco se disparan simultáneamente para obtener el máximo empuje en el despegue (se requieren aproximadamente siete millones de libras de empuje), junto con los pernos explosivos gigantes de retención en tierra en la base de los cohetes sólidos (único accesorio de todo el conjunto a la plataforma de lanzamiento).
  • Después de doce minutos de vuelo, los cohetes sólidos agotados se agotan y se lanzan (se lanzan en paracaídas y se recuperan en el océano); los tres motores a bordo continúan hasta que el tanque central está vacío, cuando se separa; luego, el Orbiter, que viaja a la altitud y velocidad de órbita, no tiene más capacidad de propulsión.

Una preocupación de interés humano sobre las “aventuras espaciales” de la humanidad en el siglo XXI son los desechos espaciales: los restos de los cohetes de hardware espacial que aún no han regresado a la Tierra. Varían en tamaño desde etapas completas de cohetes hasta partículas diminutas, son verdaderos peligros debido a sus velocidades de viaje de miles de mph. Los más grandes están monitoreados: recientemente, el 5 de marzo de 2009, las advertencias sobre un posible ataque de la Estación Espacial Internacional obligaron a los astronautas estadounidenses a refugiarse en la cápsula rusa Soyuz estacionada. Hace dos meses, dos satélites colisionaron en órbita, agregando varios cientos de nuevas piezas de “basura” al cinturón de basura espacial que rodea la Tierra. La Oficina del Programa de Desechos Orbitales de la NASA se encuentra en el Centro Espacial Johnson e informa que se rastrean constantemente alrededor de 13,000 amenazas de este tipo, de un total de alrededor de 600,000 elementos de desechos.

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