Supuestamente, ¿qué tan preciso es cuando ves una película que muestra algo que ingresa a la atmósfera de la Tierra viajando de 1 milla a 10 millas por hora o apenas pero desollando la atmósfera, muestran que se calienta y se quema simplemente al ingresar a la atmósfera sin velocidad o apenas ingresando?
Como segunda pregunta, algo que ingrese, digamos, un vehículo con cohetes, para garantizar que la velocidad no exceda eso causaría ningún calentamiento. ¿Qué velocidad sería esa?
En las películas a las que hace referencia, dudo que alguna vez haya sido la intención de un cineasta sugerir que la nave se movía a paso de tortuga cuando comenzó a entrar en la atmósfera. Si no parece que la nave se mueva muy rápido, la idea es probablemente que el punto de referencia (la "cámara") se mueve casi a la misma velocidad que la nave, o quizás que la nave es tan grande que el punto de referencia está a millas de distancia. Todo es relativo.
Esencialmente, no existe un escenario realista en el que cualquier objeto ingrese a la atmósfera a una velocidad tan lenta. Imagine, por ejemplo, que tiene un objeto, como Felix Baumgartner o algo así, que se encuentra aproximadamente estacionario en el espacio por encima de la atmósfera terrestre. La gravedad comenzará inmediatamente a tirar de ese objeto y, debido a que todavía no hay atmósfera para reducir la velocidad del objeto, sigue acelerando a medida que cae. Incluso cuando entra en el borde de la atmósfera, no se desacelera mucho, porque todavía no hay mucha atmósfera. Félix se movía a más de 800 mph antes de que comenzara a reducir la velocidad.
La Estación Espacial Internacional es otro objeto que es una especie de "estacionario", por así decirlo. No va a ninguna parte porque está en una órbita estable (más o menos). Pero para permanecer allí arriba, en realidad se está moviendo a más de 17,000 mph, en relación con la atmósfera. Si algo está "estacionario" con respecto al sol, simplemente sentado en la órbita de la Tierra cuando la Tierra se acerca, la atmósfera de la Tierra lo golpearía a 67,000 mph. Así de rápido la Tierra orbita alrededor del sol. Entonces, realmente no hay nada que se desplace gradualmente hacia la atmósfera de 1 a 10 mph.
Si una nave usara cohetes para detenerse antes de entrar, como sugieres, recuerda otra vez a Félix; puede volverse estacionario con respecto a la Tierra, pero luego la gravedad comienza su trabajo, por lo que si la nave quiere permanecer a una velocidad muy lenta durante todo el descenso, tiene que seguir disparando esos cohetes hasta el final. Y ciertamente, nada se quemaría a ese ritmo, aparte de una gran cantidad de combustible para cohetes. Lo que causa la quema no es algo especial y caliente en la atmósfera, sino el hecho de que el objeto se estrella contra el aire (por delgado que sea a esa altitud) a miles de millas por hora. Incluso es teóricamente posible que los meteoritos entren a tales velocidades que los átomos se vean literalmente obligados a chocar entre sí, y una parte del fuego generado sería en realidad una breve reacción nuclear .
Respuesta a la edición de preguntas:
(Gracias, HDE. La pregunta inicial no estaba clara).
La velocidad a la que la fricción se detiene por completo es 0. Cualquier movimiento, incluso en ese rango de 1 a 10 mph, produce una pequeña cantidad de calor por la fricción, incluso si el medio por el que se mueve es aire muy delgado (aunque ciertamente nada uno). caracterizaría como "quema"). Parece que está buscando la velocidad a la que esa fricción sería lo suficientemente baja como para no causar un problema, pero no hay una respuesta mágica. Depende de la situación. ¿Qué tan delicada es la artesanía? ¿Cuánto desgaste es aceptable? Esencialmente, esta pregunta se convierte en algo muy similar a preguntar "¿Qué tan rápido puedo conducir con algo que sobresale por la ventana?" Está tratando de mantener la velocidad de entrada lo suficientemente baja para que el viento no sea un problema para usted, ya que la densidad de ese viento aumenta gradualmente desde prácticamente nada hasta la densidad del aire en la superficie. Si su embarcación tiene un pesado, escudo térmico duradero, correctamente orientado, entonces las velocidades extraordinarias aún no son un problema real. Pero si está tratando de crear un mandala de arena en el techo de su embarcación a medida que desciende, entonces querrá controlar ese nivel de viento con mucho cuidado.
Mitch Goshorn