La NASA planea poner un asteroide en una órbita lunar. Según tengo entendido, es una tarea tremenda, incluso cuando se usan impulsores de iones de impulso específicos altos. Parece casi imposible aterrizar uno en la Tierra de manera segura sin usar aerofrenado: los propulsores de iones ya no se pueden usar debido a que se requiere una acción rápida y, por lo tanto, se deben tomar motores de cohetes adicionales con súper confiabilidad, alta maniobrabilidad, gran variabilidad de potencia de empuje y enormes cantidades de combustible. más (parece bastante caro y arriesgado). El aerofrenado reduciría en gran medida los requisitos totales de delta-V, el riesgo, el precio y la complejidad del aterrizaje. Pero todos los escudos térmicos que he visto son robustos, sólidos y lejos de ser "flexibles".
¿Existen paños capaces de protección de entrada a la atmósfera disponibles? ¿Rodearían firmemente un asteroide sin agujeros ni fugas solo bajo presión atmosférica o algunos cruces antes de que se requiera la entrada? ¿Podrían estas telas ser lo suficientemente fuertes para sobrevivir a la fuerza de desgarro de los paracaídas de arriba o los paracaídas deberían estar anclados al asteroide mismo?
Por cierto, estoy pensando en aterrizajes con fines comerciales (no científicos) de rocas espaciales muy valiosas, por lo que se puede declarar un "aterrizaje seguro" cuando el asteroide toca el suelo (no se quema ni se rompe sobre el suelo) y sus partes permanecer dentro de un radio pequeño (1 km o milla). Quiero decir, puede llegar al suelo a 100 m/s y dejar un cráter justo, pero mientras podamos recolectar todo el material valioso (platino, que sea) disperso en un área de tamaño razonable, está bien. Tal vez incluso los paracaídas no sean una necesidad entonces, si la velocidad terminal de un asteroide (ahora meteorito) es lo suficientemente pequeña para esta tarea (¿o sí?).
TL; DR: puede aplicar un escudo térmico, pero la forma de cualquier cosa que desee volver a ingresar es importante.
Si bien algo que sigue exactamente los contornos de su objeto puede ser difícil de hacer, no es tan difícil cubrir su asteroide con mosaicos, que son pequeños en comparación con su asteroide.
Pero hay un problema mayor: debe diseñar alguna forma que tenga "buenas" propiedades aerodinámicas, de lo contrario, deberá absorber demasiado calor.
Básicamente, el reingreso significa deshacerse de su energía cinética, y lo más útil para hacerlo es chocar contra el aire, donde su energía cinética se convierte en energía térmica, a la que llamamos calor.
Y la explicación simple para un escudo térmico es que se usa para absorber "el calor".
Pero eso no es del todo cierto: la energía térmica se divide entre calentar el aire (convertirlo en plasma) y calentar tu nave espacial. En general, no nos importa calentar algo de aire, pero sí la cantidad de calor que debe absorber la nave espacial.
La mayor parte del calor se genera en/por la onda de choque alrededor de la nave espacial. Entonces, queremos que la onda de choque esté separada de nuestra nave, y resulta que una superficie plana en el frente logra mejor esto, si miras las cápsulas de reentrada del apolo, ves algo cercano a la mejor forma (la parte plana es el frente) , aunque la intuición diría que darle la vuelta generaría menos calor.
Esta es la misma razón por la que durante el reingreso, el transbordador espacial voló "de vientre primero". No conozco los detalles exactos de la aerodinámica durante el desastre de Columbia, pero las cosas empezaron a salir realmente mal una vez que el aire empezó a entrar por el agujero en el escudo térmico. Apuesto a que el flujo de aire cambiado y la forma cambiada de la onda de choque empeoraron las cosas.
Lo mismo para tu asteroide: quieres que vuelva a entrar con una superficie plana en el frente, y si construyes eso, lo que obtendrás es algo que básicamente parece un escudo térmico grande y resistente unido al frente.
El blindaje ablativo funciona en objetos de forma irregular y, técnicamente, casi cualquier cosa funciona como ablador una vez. Como se señaló en la respuesta de Emil Bodes, lo que más importa son las propiedades aerodinámicas de su objeto cuando vuelve a entrar. Si es asimétrico, generará sustentación en una dirección u otra, desviándola del objetivo y posiblemente elevando 'hacia abajo', reduciendo el tiempo/distancia disponible para desacelerar a la velocidad terminal (fuente: demasiado programa espacial Kerbal).
El simple hecho de construir un escudo térmico de cúpula en el frente puede no ayudar, ya que no solo importa la aerodinámica, sino también la distribución de masa. Si su escudo térmico cuidadosamente ajustado lo deja con un centro de arrastre por delante del centro de masa, entonces su cuerpo tenderá a cambiar de extremo de una manera emocionante. RCS y la estabilización de giro ayudarán, pero lo ideal es que desee una forma pasivamente estable con la masa hacia el frente y la resistencia desarrollada más hacia atrás, vea, por ejemplo, la cola del X-15 .
Una complicación adicional es el arrastre Vs la masa a medida que aumenta el tamaño, con el área frontal al cuadrado pero la masa al cubo. Eventualmente, obtiene algo que no puede desacelerar a la velocidad terminal antes de llegar a la superficie, incluso si tiene la forma de generar sustentación y 'volar' a través del reingreso, Google no está ayudando con cuál sería esa masa, pero la pendiente de planeo del transbordador espacial en alrededor de 85 toneladas para algo mayormente hueco sugiere que serán menos de 100 toneladas incluso con litofractura
Si el objetivo es devolver minerales a granel a la tierra, un plan puede ser tomar productos de desecho de su proceso de refinación y empacarlos alrededor de su carga útil de metal en una forma adecuadamente estable, y simplemente dejar que los desechos se abran durante el reingreso para eliminar el calor de su carga útil. Hay algunos efectos secundarios ecológicos al arrojar desechos de refinería a la atmósfera, por supuesto, que pueden no ser populares.
tildalola
usuario6738
steve linton