¿Por qué habría sido imposible sobrevivir al aterrizaje del transbordador espacial en el agua?

Para una aeronave que no puede llegar a una pista en tierra, amerizar en el agua es una opción común y, por lo general, de alta supervivencia; sin embargo, para el transbordador espacial, según Wikipedia, "... no se podía sobrevivir a un abandono del océano" (aunque no enumera ninguna fuente para esta afirmación). ¿Qué tenía el transbordador espacial que lo hizo incapaz de sumergirse en el agua de una manera sobreviviente?

Ya que vuela como un ladrillo, ¿por qué no se hundiría como un ladrillo?
"abandonar agua es una opción común y, en general, de alta supervivencia": creo que esto es bastante optimista. Tal vez para aviones pequeños, pero recuerde que el transbordador era un avión grande, de la longitud y el peso de un 737. La lista de WP vinculada proporciona solo cuatro aviones que abandonaron desde 1970; dos tuvieron bajas muy significativas, y uno de los otros dos estaba en un arroyo tan poco profundo que efectivamente aterrizó de panza en el lecho del río.
Hay una gran diferencia entre un "aterrizaje en el agua" y un "aterrizaje en el océano". Las aguas interiores (lagos, ríos) son superficies razonablemente lisas. El océano mucho no lo es.
Solo me preguntaba qué tan común (y cuánto altamente sobreviviente) es en realidad abandonar el avión en el agua. Sé que algunas estadísticas están sesgadas porque el amerizaje se realiza a menudo en emergencias (sin motores, etc.), pero de todos modos, ¿son realmente ciertas estas afirmaciones sobre el amerizaje relativamente seguro y común incluso para un avión?
Tal vez está volando demasiado rápido desde el espacio (es cierto, como un meteorito) y cuando toca el agua, el impacto es tan grande que no se puede sobrevivir.
¡Esa es la pregunta más corta que has hecho! ¿Dónde están todas las notas al pie? ¿Te sientes bien?
¿No será la exploración espacial el mejor lugar para esta pregunta?
@ Valay_17: Las preguntas sobre el planeo atmosférico, la aproximación y el aterrizaje del transbordador espacial están explícitamente sobre el tema aquí.
@Sean Lo siento, es solo que la última vez que vi una pregunta basada en el aterrizaje del transbordador espacial, se migró al sitio de exploración espacial.

Respuestas (3)

El transbordador aterriza a 220 mph y se rompería. Esto es un 40% más rápido que los aviones comerciales con el doble de energía para disipar y la estructura del transbordador es mucho más liviana. Los orbitadores fueron diseñados para ir al espacio, terminando cada misión de sus 100 vidas de misión al aterrizar en una pista sin problemas. Los aviones de pasajeros están diseñados para cuarenta a cien mil aterrizajes o más y tampoco siempre les va tan bien en el agua.

ingrese la descripción de la imagen aquí

( Youtube - Etíope 961 )

Muchos más de 10 aterrizajes; los transbordadores promediaron alrededor de 35 aterrizajes cada uno antes de ser retirados y podrían haber logrado más.
@RussellBorogove Actualizado, gracias, pero el punto aún se mantiene. Encontré una referencia JPL.
Re "no siempre te va tan bien en el agua", eso es mucho más una cuestión de que la tripulación intente controlar el avión mientras lucha contra los secuestradores, que de amerizar. El mismo "aterrizaje" en una pista real habría sido tan malo, si no peor (ya que los restos del naufragio podrían haberse incendiado).
No lo llamaron " ladrillo volador " por nada. No hay mucho margen de control para aterrizar con seguridad en una pista normal (la pista de aterrizaje real del transbordador es más larga de lo "normal"), y mucho menos un aterrizaje en el agua.
@jamesqf No estaban luchando activamente contra los secuestradores en ese momento. Los secuestradores se dieron por vencidos en ese momento cuando se dieron cuenta de que el avión se había quedado sin combustible. En ese momento no habría importado si había secuestradores en el avión o no.
@forest: el artículo de Wikipedia dice lo contrario: en.wikipedia.org/wiki/Ethiopian_Airlines_Flight_961 Y si el piloto no estaba luchando contra los secuestradores (o distraído), ¿por qué el avión se inclina en el último segundo y hace que un ala golpee el agua? ¿primero? Mi punto es que, independientemente de lo que realmente causó el golpe del ala, el avión también se habría estrellado si hubiera ocurrido en tierra.
@jamesqf Ese artículo dice que una pelea al final hizo que el piloto perdiera de vista la costa. Eso no fue lo que hizo que se inclinara repentinamente hacia la izquierda (eso fue culpa de un avión sin motor que intentaba aterrizar en el océano). Pero estoy de acuerdo con tu punto principal.
@forest: Sin embargo, ¿por qué no tener potencia del motor causaría un banco?
@jamesqf Los aviones tienden a ser bastante difíciles de volar cuando estás muy bajo, muy lento, bajo mucho estrés y sin motores. Si lee el informe del accidente, explica que una pelea con los secuestradores solo hizo que el piloto perdiera de vista la costa cuando todavía estaban bastante altos en el aire (que es lo que obligó al aterrizaje en el agua).
@forest: perder la referencia visual de uno tiende a hacer que la actitud del avión de uno se vuelva en forma de pera.
Todavía diría que el 961 etíope no es un buen ejemplo para poner aquí. No es tan cerca de un buen ejemplo de un abandono.

La línea wiki no proporciona citas ni elaboraciones, pero es en gran medida correcta. Se descubrió que el orbitador en realidad tenía una forma favorable para abandonar,

El informe de Langley afirma que las propiedades de forma y masa [182] del Orbiter son buenas para amerizar, pero dados los problemas estructurales y las cargas de desaceleración, eso es poco consuelo.

Esto se mencionó en el informe Challenger , en última instancia, las cargas altas simplemente no habrían dado lugar a un impacto de supervivencia que tenía que ver tanto con las altas velocidades de aproximación como con la masa de carga potencialmente insegura (desde el punto de vista de la desaceleración).

En 1974 y 1975, se realizaron estudios de zanjeo en el Centro de Investigación Langley. Aunque las limitaciones de las pruebas impidieron conclusiones definitivas, los estudios sugirieron que las cargas en el impacto del agua serían altas. La desaceleración probablemente causaría una falla estructural de los lazos de soporte de la cabina de la tripulación al fuselaje, lo que impediría la salida de la tripulación y posiblemente inundaría la cabina. Además, las cargas útiles en el compartimiento de carga no están diseñadas para resistir desaceleraciones tan altas como las esperadas, 2 y muy posiblemente se liberarían y viajarían hacia la cabina de la tripulación. El informe de Langley afirma que las propiedades de forma y masa [182] del Orbiter son buenas para amerizar, pero dados los problemas estructurales y las cargas de desaceleración, eso es un pequeño consuelo.

El abandono del Orbiter fue discutido por el Panel de Seguridad de la Tripulación y en las reuniones de técnicas de vuelo del Orbiter antes del primer vuelo del Transbordador. El consenso de estos grupos fue que (1) el amerizaje forzoso es más peligroso de lo que sugerían las primeras pruebas de Langley, y (2) el amerizaje forzoso probablemente no se sobreviva.

Este punto de vista fue reiterado en la carta del 9 de septiembre de 1982 de Griffin a Abrahamson:

"También sugerimos que no se realicen más esfuerzos para estudiar el rescate o el amerizaje forzoso. Existe una duda considerable de que cualquiera de los casos sea técnicamente factible con el diseño actual del Orbiter. Incluso si se puede encontrar una solución técnica, el impacto de proporcionar cualquiera de las capacidades es tan severo en términos de costo y cronograma como para hacerlos poco prácticos".

No hay evidencia de que una tripulación del transbordador sobreviva al impacto del agua. Dado que todos los abortos de contingencia y todas las capacidades de aborto de primera etapa que se están estudiando culminan en un impacto en el agua, también se debe considerar una disposición adicional para el escape de la tripulación antes del impacto.

El astronauta Paul Weitz expresó esto ante la Comisión el 3 de abril de 1986:

*"Mi sensación es tan fuerte que el Orbiter no sobrevivirá a un amerizaje, y eso incluye tierra, agua o cualquier superficie no preparada....

"Creo que si ponemos a la tripulación en una posición en la que se les pedirá que realicen un aborto de contingencia, entonces necesitarán algún medio para salir del vehículo antes de que entre en contacto con la tierra, la superficie de la tierra".*

La NASA publicó un estudio sobre el análisis de abandono de vehículos aéreos aquí (centrándose en el transbordador) , su ciencia es pesada pero una lectura interesante sobre el tema.

¿Una cabina inundada no ayudaría a la salida, reduciendo o eliminando el diferencial de presión entre los lados interior y exterior de las escotillas/ventanas?
@Sean no si la inundación impide el acceso a la escotilla de salida. Lo último que quiere hacer que la tripulación haga después de un accidente es tener que nadar hasta una escotilla sin abrir y abrirla, bajo el agua mientras la nave se hunde a su alrededor.
¿A diferencia de que es completamente imposible de abrir debido a que la presión del agua en el exterior lo bloquea?
Si la presión exterior del transbordador es más alta que la interior, el sistema lo equilibrará asumiendo que sobrevive al impacto y que el impacto no causa suficiente daño para igualar la presión en otros lugares.
El enlace que proporcionó describe un sistema para igualar las presiones de aire ; ¿Estás diciendo que inundaría automáticamente la cabina en caso de un aterrizaje en el agua?
@Sean, pensaría, en este caso, un sistema que permitiera el flujo de aire también permitiría el flujo de agua
La NASA publicó una película de las pruebas de abandono que realizó en el transbordador orbital; está en youtube en youtube.com/watch?v=X9kBOmHlQws
@Tristan: Esos valores de velocidad de aterrizaje parecen bastante sospechosos: ¿la velocidad de pérdida del orbitador no estaba en algún lugar cercano a los 185 nudos?
@Sean Video es directamente de NASA Langley. El transbordador ha aterrizado tan bajo como 154 nudos. Según esta publicación del ex gerente del programa del transbordador: waynehale.wordpress.com/2015/07/29/… -- la velocidad de pérdida es de alrededor de 150 nudos.

Reducir la velocidad de avance aumenta la capacidad de supervivencia por el cuadrado de la velocidad. En otras palabras, un aterrizaje fuera de la pista a 100 nudos tiene solo el 25% de la energía para disipar en comparación con un impacto de 200 nudos.

Los deltas tienen la capacidad de mantener la sustentación en un ángulo de ataque muy alto, como lo demuestra el XF-92A que mantiene fuera de la pista a 67 mph, 100 mph más lento que los aterrizajes anteriores.

La incapacidad del transbordador para amerizar puede haber tenido algo que ver con su capacidad para volver a entrar en la atmósfera terrestre. El primer vuelo del transbordador reveló una fuerte tendencia a cabecear debido a la ionización del aire debajo de la nariz debido al calor extremo. Un ajuste del CG hacia adelante ayudó a controlar esto.

Además, la técnica de aterrizaje normal, para la pista, era llegar a muy alta velocidad, con un tren de morro más corto, lo que permitía que el morro descendiera a un ángulo de ataque negativo y se "pegara" a la pista después del aterrizaje. (No rebotar y dar la vuelta por aquí).

Esta nave simplemente no fue diseñada para aterrizajes lentos y de alto AOA en el agua o en cualquier otro lugar. Incluso si pudiera lanzarse hacia arriba, su gran peso ejercería una tremenda tensión en cualquier estructura mientras se desacelera durante una "zanja".

Una cápsula de tripulación expulsable puede haberles dado mejores probabilidades.

¿Por qué habría sido imposible sobrevivir al aterrizaje del transbordador espacial en el agua?
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