Cuando un objeto (como un meteorito) cae a través de la atmósfera hacia la Tierra, ¿por qué comienza a calentarse y brillar? ¿Es por el aire comprimido que tiene delante o por la resistencia? ¿Cómo evitan las naves espaciales quemarse mientras se precipitan?
La fricción y, especialmente, la compresión del aire que se encuentra frente al aire calienta el meteoro, la velocidad de cierre de un meteoro que se aproxima en dirección opuesta al movimiento orbital de la Tierra puede ser considerable, y el meteoro puede calentarse hasta 10 000 grados K. Esto provoca ablación, una eliminación por calor, de las capas exteriores de meteoritos.
A medida que la bola de fuego viaja a través de la atmósfera, el vapor caliente de la ablación se comprime por las colisiones con los átomos y las moléculas atmosféricas. Esto crea un casquete de aire o colchón hidrodinámico que protege al meteorito de colisiones directas, como se puede ver en la siguiente figura.
Esta barrera crea dos macroestados frente al meteoro: uno a 3500-5000K, que llamaremos espectro principal, y otro a 10000K, que llamaremos segundo espectro. [ fuente ]
El escudo térmico ablativo de la cápsula Apolo 12 (después de su uso) en exhibición en el Virginia Air and Space Center.
Fuente de la imagen: Wikipedia Ablación con escudo térmico
El escudo térmico ablacionado de un módulo de comando Apollo
Con una sonda espacial, normalmente sería imposible soportar este nivel de calor, por lo que se usa un escudo térmico de ablación, que aleja la energía de la nave espacial "quemándola" como un meteorito, pero con más control sobre la ablación de la superficie de la nave espacial lanzando la nave en un ángulo específico y creando el escudo de ablación a partir de materiales compuestos que se queman lentamente.
Los meteoritos se mueven muy rápido cuando entran en la atmósfera terrestre. Las fuerzas de fricción generadas por las colisiones con las moléculas de la atmósfera son las responsables del calentamiento. Las naves espaciales tienen escudos térmicos de cerámica y aislamiento para protegerse de las altas temperaturas que se encuentran durante el reingreso.
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Lawrence B Crowell
Emilio Pisanty