¿Cuánta velocidad de reentrada perdieron los transbordadores al hacer una serie de giros cerrados?

Jerard Puckett mencionó ayer en The Pod Bay que los transbordadores hacían maniobras de curva en S de ida y vuelta a lo largo de su trayectoria de reingreso para reducir la velocidad. Después de buscar un poco, encontré alguna referencia a esto, pero no mucho. En el Kerbal Space Program Forum, este hilo lo mencionó:

Además, los transbordadores espaciales volverían a entrar en una actitud rodante para aumentar su trayectoria (es decir, la sustentación del ala se dirigía hacia los lados, no hacia arriba). El balanceo daría como resultado un componente de velocidad transversal, pero se utilizaron maniobras de inversión de balanceo para "balancear" la trayectoria de reingreso hacia adelante y hacia atrás a través del sitio de aterrizaje objetivo.

Y estaban discutiendo la foto de abajo, de Atlantis iniciando la reentrada, supongo que tomada desde la ISS, que muestra cómo se ve la maniobra, vista desde atrás y desde arriba. Atlantis es el punto brillante, envuelto en plasma, dando un giro:

Trayectoria de reingreso del transbordador Atlantis vista desde la ISS

¿Cuánto de su velocidad perdieron los transbordadores de esta manera? ¿Fue una parte crítica del proceso de reingreso?

No se cita y en realidad no responde directamente a su pregunta, pero en.wikipedia.org/wiki/Space_shuttle#Re-entry_and_landing dice que "En línea recta, su actitud de morro hacia arriba de 40 grados causaría el ángulo de descenso Por lo tanto , el vehículo realizó una serie de cuatro giros inclinados pronunciados en forma de S, cada uno de varios minutos de duración, con hasta 70 grados de inclinación, mientras aún mantenía el ángulo de ataque de 40 grados . manera en que disipó la velocidad hacia los lados en lugar de hacia arriba ". Si obtiene una buena respuesta con citas, es posible que desee actualizar Wikipedia.
Sí, fue una parte muy crítica del reingreso. Vea el incidente de columbia STS-107 que habría sobrevivido sin él.
Los giros cerrados a la velocidad de reentrada son imposibles de todos modos. Los giros cerrados a esa velocidad requerirían fuerzas enormes y causarían cargas g enormes.

Respuestas (1)

Es un poco erróneo pensar que el transbordador usó giros en S para reducir la velocidad. Para citar el Libro de trabajo de guía de entrada, TAEM y aproximación/aterrizaje de United Space Alliance:

La próxima vez que escuche a alguien hablar de que el transbordador hace inversiones de balanceo para purgar energía, no escuche. El transbordador realiza inversiones de balanceo porque tiene una envolvente alfa muy pequeña.

Lo que dice es que la estrategia de reentrada ideal es simplemente apuntar con el morro hacia el lugar de aterrizaje y controlar qué tan rápido estás disipando la energía controlando el ángulo de ataque (alfa). Un alfa más alto dará como resultado una mayor resistencia, y es fácil realizar ajustes rápidos para obtener el nivel de resistencia que necesita.

Sin embargo, para mantener el orbitador controlable y protegido por el sistema de protección térmica, tenía que volar a un alfa particular (40° para la mayor parte de la entrada) con no más de 3° de variación. Esto significaba que tenían que usar diferentes medios para controlar la resistencia, y la forma en que lo hicieron fue controlando el vector de sustentación.

Un ángulo de alabeo más pronunciado significaba que el vector de sustentación estaría más hacia los lados que hacia arriba, lo que haría que el transbordador descendiera más rápido y, a medida que desciendes, el aire se vuelve más denso, lo que genera más resistencia. Un ángulo de alabeo menos profundo ralentizará su descenso y lo mantendrá en aire más denso durante más tiempo, lo que minimizará su resistencia.

Pero hay un problema con el uso del banco... empieza a desviarte del rumbo. Entonces, la solución es usar giros inversos (también conocidos como giros en S) para mantenerte apuntando hacia el lugar de aterrizaje.

Ahora, para responder a la pregunta literal que hizo (cuánta velocidad de entrada se redujo durante los giros en S): la mayor parte. El primer giro ocurriría a una velocidad casi orbital, y la guía de entrada terminaría a 2500 pies por segundo (velocidad relativa a la Tierra). Después de que finalizó la orientación de entrada, comenzó la orientación TAEM (Gestión de energía del área terminal), que utilizó principalmente alfa para la gestión de energía. Una vez que el orbitador era subsónico, el freno de velocidad también se utilizó para la gestión de energía.

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