Бумажный самолётик сброшенный с МКС сгорит в атмосфере или спланирует?

188k full reads
241k story viewsUnique page visitors
188k read the story to the endThat's 78% of the total page views
2,5 minutes — average reading time

Вновь отвечаем на вопрос подписчика

Бумажный самолётик, сброшенный с МКС, сгорит в атмосфере или спланирует?

Запустить что-то с орбиты МКС на Землю не самая простая задача, как может показаться на первый взгляд. Средняя скорость движения МКС по орбите составляет 7,66 км/с, а высота её орбиты равна 408 км.

При такой скорости станция находится в состоянии постоянного свободного падения, при котором все время падает на Землю, но из-за большой горизонтальной скорости все время промахивается мимо планеты за горизонт.

Бумажный самолётик сброшенный с МКС сгорит в атмосфере или спланирует?

Любой объект сброшенный с МКС будет иметь такую же начальную скорость + скорость которую ему придадут при броске. Если бросить самолётик в направлении противоположном орбитальному движению МКС его скорость немного уменьшится.

При уменьшении скорости любой объект перейдёт на более низкую орбиту. Для падения на Землю самолетика с МКС нужно уменьшить его скорость на 80-90 м/с, тогда он достаточно снизит свою орбиту и начнет тереться об верхние слои атмосферы, уменьшая свою скорость, что через несколько месяцев приведёт к падению.

Бумажный самолётик сброшенный с МКС сгорит в атмосфере или спланирует?

Чтобы самолётик, запущенный с МКС упал на Землю в течение нескольких дней, нужно снизить его скорость приблизительно до 7,5 км/с, то есть на 160 м/с, тогда его орбита спустится до более плотных верхних слоёв атмосферы и он быстро упадёт на Землю.

За время падения до плотных слоёв атмосферы он успеет потерять ещё часть скорости за счёт трения о частицы разреженного воздуха, но она всё равно останется слишком большой. Конкретное значение до которой самолётик успеет сбросить скорость зависит от многих параметров, но в любом случае скорость будет измеряться километрами в секунду. На таких скоростях трение об атмосферу будет очень сильным и самолётик сгорит уже на входе в плотные слои.

Слои атмосферы Земли
Слои атмосферы Земли
Слои атмосферы Земли

Но самолётик бумажный, а что если запустить что-то покрепче: пластиковый самолётик, железный или керамический? Фактически любой объект, который может гореть неизбежно загорится падая через атмосферу, а объекты которые не могут гореть будут нагреваться и плавиться, разбрасывая частицы своего вещества, это значит, что пластиковый самолётик так же сгорит, а железный расплавится и распылится в атмосфере в виде мельчайших частиц.

Именно поэтому обшивку космических кораблей делают из негорючих тугоплавких материалов, обычно это определённые типы керамики. У них низкая температурой плавления и очень высокая удельная теплота плавления.

«Бумажный» самолётик тестируется в сверхзвуковой аэродиномической трубе в университете Токио
«Бумажный» самолётик тестируется в сверхзвуковой аэродиномической трубе в университете Токио
«Бумажный» самолётик тестируется в сверхзвуковой аэродиномической трубе в университете Токио

Кстати такой эксперимент планировали провести учёные японского космического агентства JAXA. Они предлагали запустить около 100 самолётиков сделанных из специальной тугоплавкой керамики, чтобы продемонстрировать реалистичность спуска с орбиты путём планирования. Однако из-за финансовых трудностей проекту не было суждено быть реализованным.

Читайте также: Что будет если астронавт прыгнет вниз с МКС?

Низкая температура плавления нужна для того, чтобы корабль не нагрелся до высокой температуры, при которой выйдут из строя приборы и могут погибнуть люди находящиеся внутри, а тугоплавкость для того, чтобы корабль не успел расплавиться в течение долгого времени прохода через атмосферу.

Так что если сделать самолётик из специальной керамики, то он сможет благополучно пройти через атмосферу и долететь до Земли, но из-за огромной скорости и относительно высокой массы он не сможет гладко спланировать, а на полном ходу разобъётся при ударе о поверхность Земли.

Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал на youtube. Каждую неделю там выходят видео, где я отвечаю на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!