¿Por qué los conos de las cápsulas de Mercurio y Géminis tenían cuello?

Como se destaca por las líneas verdes de doble flecha en las imágenes a continuación, las cápsulas Mercury y Gemini tenían un "cuello" (aproximadamente) cilíndrico al final del cono de la cápsula. Si, en cambio, hubieran seguido el contorno de las líneas de puntos rojas, la nave espacial habría sido un cono simple (*1), habría habido más espacio en el interior para la tripulación y el equipo, y el módulo aún podría hacer los mismos accesorios hacia adelante y hacia atrás. . De hecho, los diseños posteriores de módulos de tripulación (módulo de comando Apollo, Constellation/Orion, Boeing Starliner, SpaceX Dragon 2) no tienen cuello y son simples conos.

¿Por qué las cápsulas de Mercurio y Géminis tenían cuello?

Cápsula de mercurio:

cápsula Mercury anotada

Cápsula de Géminis:

cápsula Gemini anotada

(*1) Bien, un cono truncado (frustum).

Respuestas (1)

La comprensión del calentamiento de reingreso en ese momento llevó a esa decisión . Alrededor de la época en que se estaba diseñando Mercury, había un gran problema en el campo del diseño de misiles balísticos (que tenía un problema hermano en el campo del diseño de naves espaciales): a velocidades hipersónicas, las narices de los misiles balísticos se derretirían. El pensamiento original en ese momento era que la misma forma que hacía tan fácil salir de la atmósfera también hacía tan difícil volver a entrar en la atmósfera. Por lo tanto, se consideró un diseño contrario a la intuición de un cuerpo de reentrada romo con una nariz puntiaguda para el lanzamiento (soy consciente de que esto aún no aborda la pregunta, ¡tenga paciencia conmigo!). Ver aquí para el desarrollo de esa idea.

Está bien, pero esa es la parte trasera de la nave espacial. ¿Qué pasa con la parte superior, que es lo que te interesa? ¿Por qué era cilíndrico en lugar de cónico? Tenía que ver con cómo se distribuía el calor por el cuerpo de la cápsula durante el reingreso. Algunos contratistas propusieron conos (ver más abajo) e inicialmente se experimentó con la forma cónica. La página 95 de este documento habla brevemente sobre esto.

La comprensión en ese momento de cómo mantener fría la nave espacial, dadas todas las otras limitaciones a las que se enfrentaba, condujo a la elección del cilindro. A continuación se muestra una imagen que muestra cómo se calentaron varias partes de la nave espacial durante la entrada.

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La diferencia entre las naves espaciales Mercury y Apollo era una relación entre el diámetro y la altura. A continuación se muestran imágenes que muestran los distintos diseños propuestos. Observe qué altura tendría que tener una cápsula de Mercurio si fuera cónica, en relación con su diámetro.

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¡Gran respuesta! ¿Las unidades de los números en tu primera cifra son grados Fahrenheit? Los números de "aire del traje" lo sugerirían.
Yo esperaría que sí, pero lamentablemente no lo sé. Solo he podido encontrar esa imagen en particular de segunda mano. Sin embargo, 85C no se puede sobrevivir, así que estoy seguro de que debe ser F