¿Existe el riesgo de que las cápsulas u otros componentes que vuelvan a entrar golpeen barcos o islas?

¿Con qué precisión se puede conocer de antemano el punto de amerizaje de las cápsulas que vuelven a entrar (desde Mercurio en adelante)? ¿No había riesgo de que las cápsulas chocaran contra un barco o una isla?

Del mismo modo, las cápsulas rusas y chinas que vuelven a entrar en tierra firme parecen correr el riesgo de aterrizar en una casa, un árbol, un acantilado, un río u otro lugar inoportuno. En tierra, hay muchos más obstáculos potenciales.

Lo mismo podría preguntarse sobre los componentes de los cohetes que caen al mar o sobre los misiles militares de prueba. Para estos, podría haber mucha menos precisión. ¿Qué tan bien se conoce el lugar de aterrizaje y cuáles son los riesgos de golpear algo?

La pregunta inversa: ¿La previsibilidad del aterrizaje siempre permite que los botes de recuperación estén lo suficientemente cerca para llegar a la cápsula en unos minutos? ¿Existe la posibilidad de que eso no sea posible?

Voto para cerrar esta pregunta porque se basa en premisas falsas.
El aterrizaje puede ser balístico después de la quema final de salida de órbita, pero está lejos de ser "no se puede saber de antemano".
¿Cuánta incertidumbre imaginas que hay en el punto de amerizaje? Si esa es realmente su pregunta, definitivamente podría ser respondida. Tal como está escrito, parece que piensas que es completamente aleatorio.
Es una pregunta justa sobre la exploración espacial @CarlWitthoft. Existe el riesgo de que la reentrada se desvíe del rumbo, ya sucedió antes, piense en Mercury 4. Claro, no es probable, pero aún es posible golpear algo. Las naves espaciales Soyuz que regresan se han encontrado ocasionalmente en un aprieto.
Por favor, no confunda los desechos espaciales y las naves espaciales controladas. La entrada de desechos espaciales, de hecho, es impredecible porque solo la fricción atmosférica los ralentiza. Un pequeño cambio en las condiciones atmosféricas puede resultar en una diferencia de 1000s km para el punto de entrada. Pero las naves espaciales controladas son diferentes. Hacen que la entrada se queme para reducir la velocidad de entrada en el punto planificado. La atmósfera aún añade cierta incertidumbre pero mucha menos, unas decenas de kilómetros como máximo.
@CarlWitthoft Reescribí la pregunta para preguntar sobre la precisión. Agradeceré las respuestas sobre cómo se conoce exactamente el lugar de aterrizaje.
@Heopps He reescrito la pregunta para distinguir los tipos de aterrizajes.
@OrganicMarble En realidad no sé cuánta incertidumbre. Agradeceré cualquier información al respecto.
Parece responsable ahora, ¡buena edición!
@CarlWitthoft "basado en premisas falsas" no es una razón cercana. Además, la pregunta ha sido editada.
Esta pregunta anterior explica las mejoras en tecnologías, procedimientos y prácticas que aumentaron la precisión de los aterrizajes en los últimos 60 años.
No es una respuesta, ya que pregunta específicamente sobre el reingreso, pero las fallas en el lanzamiento pueden hacer que las cápsulas terminen muy lejos de los lugares de aterrizaje previstos. El ejemplo más conocido es el Soyuz 7K-T No.39 en abril de 1975, que abortó a unos 145 km de altitud. La cápsula terminó en las montañas de Altay, donde rodó una cierta distancia por una pendiente nevada. La tripulación fue recuperada a salvo.
Realmente tienes dos preguntas aquí. Primero, ¿puedes predecir con precisión el punto de amerizaje? En segundo lugar, ¿puedes mantener a los idiotas turísticos fuera del área? Según las noticias de hoy, aparentemente no: foxnews.com/us/…
Es posible que le interese el caso reciente de Tiangong-1, que tuvo un reingreso descontrolado en 2018. Por ejemplo, esta oración "Las predicciones de la última semana habían reducido el tiempo probable de reingreso al 31 de marzo o al 1 de abril". Dado que tenía un período orbital de menos de dos horas, el hecho de que no pudiéramos predecir el tiempo de reingreso dentro de los 2 días, incluso una semana después, significa que no teníamos idea de dónde aterrizaría. spacenews.com/tiangong-1-reenters-over-south-pacific en.wikipedia.org/wiki/Tiangong-1#Re-entry .
@CarlWitthoft Solo se puede demostrar que una pregunta basada en una premisa falsa es así si ya sabe la respuesta. Entonces, realmente no puede ser una razón de cierre válida, ¿tiene sentido?
@craq ¿Cuál era el riesgo, en ese caso y otros, de chocar contra algo?
@JoshuaFox lo siento, eso es todo lo que sé al respecto. Por eso pensé que era más apropiado como comentario que como respuesta.
Este dice "No se ha confirmado ninguna lesión grave o daño significativo a la propiedad causado por el reingreso de escombros". espacio.com/…
Solo interés: NZ "adquirió repentinamente" algunos tanques de gas esféricos hace unos cientos de mm de diámetro. Tenían escritura cryllic en el mismo. Rusia negó la propiedad anterior. || Y aquí está (probablemente) Kosmos 2430 rompiéndose en Nueva Zelanda en 2019 (preanuncio molesto de 40 segundos)

Respuestas (4)

Respuesta parcial:

De Apollo by the Numbers podemos ver que incluso en las décadas de 1960 y 1970, el punto de amerizaje era bastante predecible.

La página 305 muestra que la distancia máxima de falla al punto objetivo fue de 3 millas náuticas. La distancia máxima al buque de recuperación era de 13 millas náuticas.

Tenga en cuenta que la cápsula Apolo voló activamente durante la entrada haciendo rodar el vector de sustentación.

No tengo motivos para sospechar que en la década de 2020 sería peor, asumiendo el control activo de la cápsula.

Una salida de órbita de emergencia a un sitio no planificado es otro caso y podría terminar aterrizando en cualquier lugar a lo largo de la trayectoria de la órbita de la cápsula. Como señala @MSalters, eso está limitado por la inclinación orbital.

Gracias. ¿Qué pasa con los aterrizajes en tierra firme? A menos que se trate de una estepa muy plana, parece haber un riesgo mucho mayor de chocar con algo, incluso con una distancia de error máxima de este tipo.
@JoshuaFox No sé sobre esos. Gracias por el comentario, respuesta editada para mostrar que es una respuesta parcial.
@JoshuaFox, hay una razón por la cual los objetivos de aterrizaje de Rusia están en Kazajstán, mientras que los de China están en Mongolia Interior.
Una salida de órbita de emergencia aterrizará en algún lugar "cerca" del ecuador, donde "cerca" está limitado por la inclinación de la órbita inicial. Para la ISS, eso sería 51 grados o menos. "Anywhere" podría ser demasiado fuerte; una Soyuz que regresa no llegará al Polo Norte. Aún queda mucho océano por cubrir.
@MSalters ese es un buen punto, gracias por señalar esa imprecisión. Edición.

Respuesta parcial:

Según russianspaceweb.com , hay un conjunto de grandes sitios de aterrizaje preseleccionados para las cápsulas Soyuz.

Soyuz puede aterrizar con una precisión de solo 28 kilómetros (con una probabilidad de 0,9997), en el modo de descenso aerodinámico automatizado, AUS, en relación con el centro del área de aterrizaje proyectada.

La razón principal de tan baja precisión es la susceptibilidad del aterrizaje del paracaídas a los vientos. Además, en caso de un retorno balístico, la cápsula puede terminar hasta 600 kilómetros antes del lugar de aterrizaje principal para el modo aerodinámico.

Como resultado, todos los aterrizajes de Soyuz deben planificarse en áreas planas y abiertas sin estructuras, ríos o incluso árboles. Actualmente, un total de 13 áreas cumplen con todos los requisitos para el aterrizaje de Soyuz. Irónicamente, todos estos sitios están en Kazajstán y ninguno está en Rusia.

El sitio web también enumera siete de los posibles sitios de aterrizaje; pero tomaría estas coordenadas con cautela, ya que la primera está terriblemente cerca del río Volga y la segunda está justo en el medio del pueblo de Peschanoe.

Ver también ¿Qué tan cerca de un edificio ha aterrizado una Soyuz?

Me imagino que cuando se eligieron estos lugares de aterrizaje, Kazajstán todavía era parte de la URSS, por lo que no es tan irónico. Kazajstán también tiene la ventaja de estar más al sur que la mayor parte de Rusia, por lo que tenía sentido centrar su programa espacial allí, ya que es más conveniente lanzar (y aterrizar) más cerca del ecuador.

La primera de sus varias preguntas es sobre el reingreso controlado de dispositivos diseñados para el reingreso. Luego pregunta sobre los dispositivos que no están diseñados para el reingreso, a los que me refiero (parcialmente).

El reingreso no diseñado puede ser bastante impreciso. Taco Bell hizo una apuesta considerable a esta imprecisión. La salida de órbita de Progress M1-5 de Mir tenía una incertidumbre de ubicación relativamente grande. (Este fue un reingreso controlado de un dispositivo que no fue diseñado para el reingreso. En consecuencia, su desempeño durante el reingreso fue, en el mejor de los casos, solo comprendido aproximadamente).

Mapa de reingreso de Mir

(fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Mir_reentry_map.svg )

La "X" marca el punto estimado del impacto principal de los escombros. El rojo indica impactos de escombros esperados. El verde es la pista de la órbita final y el naranja es una estimación de la región por encima de la cual el dispositivo entró en la atmósfera (la interfaz de entrada). "Los escombros se esparcieron alrededor de ±1500 kilómetros (930 mi) a lo largo de la vía y ±100 kilómetros (62 mi) lateralmente..." (de Wikipedia: Deorbit of Mir -- la fuente , con más detalles y cifras). Observe que esta es un área de 600 000 kilómetros cuadrados.

NZ "adquirió repentinamente" algunos tanques de gas esféricos hace unos cientos de mm de diámetro. Tenían escritura cryllic en el mismo. Rusia negó la propiedad anterior. || Y aquí está (probablemente) Kosmos 2430 rompiéndose en Nueva Zelanda en 2019 (preanuncio molesto de 40 segundos)

La probabilidad de chocar contra un barco en el océano es muy pequeña. Los barcos son diminutos en comparación con un océano.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Asumí una zona de aterrizaje (círculo azul) de 10 km de diámetro. El círculo negro es una zona de seguridad de 20 km de diámetro.

Hay nueve barcos escondidos en la zona de aterrizaje prohibida. Los barcos se dibujan como un círculo relleno de 50 m de diámetro. ¿Ves esos pequeños puntos (8 verdes y 1 rojo)? El barco rojo se encuentra en el centro de los círculos.

Suponemos que la cápsula aterrizará con una probabilidad de más del 99 % dentro de la zona de aterrizaje. ¿Cuál es la probabilidad de golpear el barco rojo en el centro?

Para una estimación aproximada, asumimos que la probabilidad es constante dentro de la zona de aterrizaje. La probabilidad de chocar contra el barco rojo es entonces la razón de las áreas del círculo, es decir, la razón de los cuadrados de los diámetros.

( 50 / 10000 ) 2 = 0.000 , 025
Entonces, la probabilidad de chocar con el barco rojo es de solo 25 ppm (parte por millón). O 24,75 ppm si usamos el 99 %. Para los 9 barcos es solo 225 ppm.

Por lo tanto, es seguro cuando no hay barcos dentro de la zona de aterrizaje azul y solo barcos de recuperación dentro de la zona de seguridad negra. Para evitar tocar el suelo, la zona de aterrizaje debe estar a una distancia mínima de 50 km de cualquier costa o isla.

¿Existe el riesgo de que las cápsulas u otros componentes que vuelvan a entrar golpeen barcos o islas?
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