id.llcitycouncil.org
Dirgantara

Apa yang Mencegah Pesawat Luar Angkasa Terbakar Saat Masuk Kembali?

Apa yang Mencegah Pesawat Luar Angkasa Terbakar Saat Masuk Kembali?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


Mendapatkan astronot ke luar angkasa menantang para insinyur dengan masalah sulit yang belum pernah terjadi sebelumnya. Meskipun pesawat ruang angkasa tersebut mungkin telah terbukti selama peluncuran dan durasi paparan luar angkasa, ia masih harus menanggung salah satu tantangan yang paling menuntut: masuk kembali. Di akhir misi, pesawat ruang angkasa memasuki kembali atmosfer bumi saat mereka melakukan perjalanan berlebihan30.000 km / jam. Kecepatan luar biasa dari kendaraan masuk kembali memampatkan udara di bawah menjadi bola plasma panas yang mengelilingi pesawat. Membuat astronot pulang dengan selamat akan membutuhkan perlindungan dari panas saat mencapairibuan derajat.

Bahaya masuk kembali

Para arkeolog telah lama memahami bahwa asteroid terbakar saat jatuh melalui atmosfer. Fakta tersebut menanamkan ketakutan kepada para ilmuwan selama beberapa dekade saat mereka bertanya-tanya tentang kemungkinan merekayasa kendaraan yang cukup kuat untuk menahan lingkungan berbahaya yang diciptakan kembali.

Salah satu tantangan terbesar yang dibebankan pada insinyur dirgantara adalah mengembangkan bahan pelindung termal yang tidak terganggu, bahkan pada suhu setinggi 1.700 derajat Celcius.

Berbagai Sistem Perlindungan Termal (TPS) digunakan untuk mencegah pesawat ruang angkasa terbakar terlebih dahulu. Pelindung panas adalah pertahanan utama kendaraan masuk kembali terhadap panas hebat yang dialami saat jatuh melalui atmosfer.

Serangan bencana

Salah satu pelajaran yang didapat dari masuk kembali adalah selama penerbangan fatal Columbia pada 1 Februari 2003. Selama peluncuran, sepotong besar busa seukuran tas kerja, terlepas dan menyebabkan beberapa kerusakan pada panel pelindung panas di sayap kiri. Misi tersebut berjalan seperti biasa hingga bencana melanda saat masuk kembali. Plasma super panas menembus sayap yang rusak dan dengan cepat membakar strukturnya. Sayangnya, Columbia mulai runtuh tak terkendali, menyebabkannya hancur. Tujuh astronot kehilangan nyawa hari itu.

Namun, kecelakaan malang itu akan memaksa NASA untuk mendesain ulang Pesawat Ulang-alik. Lebih dari satu dekade kemudian, NASA menerapkan pelajaran yang didapat di kapal barunya,Orion.

Teknologi sebelumnya

Pesawat ruang angkasa berawak awal termasuk Mercury, Gemini, dan Apollo, tidak dapat bermanuver selama masuk kembali. Kapsul antariksa itu mengikuti lintasan masuk kembali balistik sebelum jatuh ke laut.

Pelindung panas besar yang terbuat dari resin epoksi fenolik dalam susunan sarang lebah paduan nikel melindungi kapsul selama masuk kembali. Perisai dapat menahan tingkat pemanasan yang sangat tinggi, kebutuhan yang mengerikan di antara kendaraan yang masuk kembali.

Misi Apollo ke bulan merupakan rintangan teknik yang besar sejak kapsul, saat mereka kembali dari bulan dan memasuki atmosfer lebih dari 40.000 km / jam. Pelindung panas mampu mengikis atau membakar lapisan arang secara terkendali untuk melindungi lapisan di bawahnya. Meskipun pelindung panas efektif, ada beberapa kekurangan kritis.

Perisai itu berat dan diikat langsung ke kendaraan. Selain itu, mereka tidak dapat digunakan kembali.

Mungkin sistem perlindungan termal (TPS) yang paling mengesankan adalah milik pengorbit Pesawat Ulang-alik. Program Pesawat Ulang-alik membutuhkan perisai panas yang didesain ulang seluruhnya. Dengan umur desain yang sangat panjang 100 misi, isolasinya tidak hanya harus bekerja dengan baik tetapi juga harus dapat digunakan kembali. Keberhasilan tekniknya akan memberikan teknologi inovatif yang akan dibawa ke program luar angkasa generasi berikutnya.

Sistem perlindungan termal Pesawat Ulang-alik

Di luar angkasa, setiap Orbiter akan mengelilingi dunia 90 menit. Waktu dari siang hingga malam akan terlihat fluktuasi suhu dari -130 derajat Celcius hingga hampir 100 derajat Celcius, apalagi suhu masuk kembali.

Meskipun terdapat banyak bahan yang cukup tahan lama untuk menahan gaya masuk kembali, tidak banyak yang dapat menahan panas. Selama pengorbit masuk kembali, permukaan luarnya mencapai suhu ekstrem hingga 1.648 ° C (3.000 ° F).

Meskipun panas ekstrem dialami oleh TPS, banyak sistem bekerja sama untuk menjaga kulit luar Pengorbit di bawah 176 ° C (350 ° F). Meskipun komponen eksternal mungkin dapat bertahan ratusan derajat, badan pesawat aluminium hanya dapat menahan suhu hingga a maksimum 150 ° C. Suhu yang jauh melebihi ambang batas akan menyebabkan bingkai menjadi lunak dan akibatnya rusak. Sistem perlindungan termal di tempatnya memastikan badan pesawat tidak melebihi batas termal.

Bahan yang digunakan untuk menjaga agar Orbiter tetap dingin

Pengorbit operasional pertama NASA, atau dikenal sebagai Columbia, dibangun dari empat bahan utama. Bahannya termasuk karbon-karbon yang diperkuat (RCC), ubin insulasi permukaan yang dapat digunakan kembali suhu rendah dan tinggi (LRSI dan HRSI, masing-masing), dan selimut isolasi permukaan yang dapat digunakan kembali (FRSI) yang terasa dapat digunakan kembali.

Bagian pesawat yang berbeda mengalami suhu yang berbeda dan oleh karena itu membutuhkan bahan yang berbeda pula. Bagian yang paling terpapar panas, termasuk hidung dan bagian bawah Pengorbit, dibuat dari bahan yang paling tahan panas. Tepi terdepan membutuhkan tambahan lapisan karbon-karbon yang diperkuat di atas ubin insulasi suhu tinggi.

Area lain, termasuk sebagian besar badan pesawat, dilapisi dengan bahan fleksibel canggih dan dapat digunakan kembali selimut isolasi.

[Gambar milik NASA]

Semua komponen yang bersentuhan dengan bagian luar ditutupi dengan lapisan emisivitas tinggi untuk memastikan Shuttle memantulkan sebagian besar panas termal. Padahal, perbedaan warna juga memainkan peran penting.

Ubin hitam dan putih, meskipun komposisinya serupa, melakukan tugas berbeda selama masuk kembali. Ubin putih di permukaan atas material mempertahankan reflektifitas termal yang tinggi (kecenderungan untuk menyerap panas minimal). Ubin hitam malah dioptimalkan untuk emisivitas maksimum yang memungkinkannya kehilangan panas lebih cepat daripada ubin putih.

Bagaimana mereka bekerja

Ubin yang mengambil banyak kekuatan kasar selama masuk kembali terbuat dari silika aerogel. Bahan yang digunakan di bagian bawah Pengorbit (dikenal sebagai LI-900) adalah 94 persen berdasarkan volume udaramembuatnya sangat ringan. Ubin ini dirancang khusus untuk menahan guncangan termal. LI-900 mampu dipanaskan hingga 1200 derajat kemudian terjun ke air dingin tanpa mengalami kerusakan. Padahal, mengoptimalkan ubin dengan kepadatan rendah dan ketahanan guncangan tinggi menyebabkan kompromi dalam kekuatannya secara keseluruhan.

Area dengan tekanan tinggi membutuhkan material yang lebih kuat; Area dengan tekanan tinggi membutuhkan material yang lebih kuat; masalah kemudian diselesaikan dengan materi LI-2200. Ubin LI-2200 dimodifikasi untuk menahan lebih banyak kekuatan. Padahal, ubin yang lebih kuat memiliki kekurangannya juga. Ubin LI-2200 beratnya 22 pound per massa jenis kaki kubik dibandingkan dengan LI-900 yang jauh lebih ringan dengan kepadatan yang adil 9 pound per kaki kubik.

Suasana memasuki kembali hari ini

Meskipun astronot sudah lama tidak mengunjungi bulan, dan meskipun program pesawat ulang-alik telah ditinggalkan, astronot secara rutin mengunjungi ISS untuk melakukan eksperimen dan perbaikan. Meskipun pesawat luar angkasa telah berubah, teknologi yang membawa mereka kembali ke rumah mempertahankan prinsip yang sama.

Pesawat Luar Angkasa Orion

Magnum opus NASA saat ini adalah pesawat ruang angkasa Orion revolusioner mereka. NASA menjanjikan pesawat luar angkasa akan membawa manusia lebih jauh dari sebelumnya, termasuk Mars. Meskipun, pesawat ruang angkasa baru membutuhkan perombakan total pada sistem masuk kembali.

Sementara Pesawat Ulang-alik memiliki TPS yang luar biasa, para insinyur sebagian besar telah meninggalkan gagasan perisai termal yang dapat digunakan kembali demi ubin sekali pakai yang murah dan mudah diproduksi.

Kapsul Orion tidak akan meluncur seperti pesawat ulang-alik dulu. Sebaliknya, parasut digunakan untuk memastikan kembali ke Bumi dengan aman. Modul awak Orion dirancang untuk masuk kembali dengan kecepatan lebih dari40.000 km / jam.

Bagaimana Orion bertahan masuk kembali

Luas permukaan yang besar dari bagian bawah kapsul berfungsi untuk menahan gaya tumpul. Seperti kendaraan masuk kembali Apollo, pelindung panas Orion direkayasa untuk mengikis (pembakaran yang dapat dikontrol). Perisai cukup aerodinamis untuk mempertahankan jalur penerbangan yang stabil, namun cukup tumpul untuk memperlambat penurunan hingga kecepatan yang adil. 500 km / jam.

Setelah mencapai kecepatan yang wajar, beberapa parasut kecil dengan diameter lebih dari 2 meter memperlambat pesawat hanya dengan 30 km / jam. Dari sana, serangkaian parasut besar dengan diameter7 meterdigunakan untuk memperlambat kapsul 200 km / jam hanya 3 kilometer di atas permukaan bumi. Akhirnya, tiga parasut utama yang sangat besar dengan diameter 35 meter masing-masing memperlambat laju penurunan ke kecepatan yang bisa bertahan. Padahal pendaratannya tidak bagus.

Namun, melalui kerja keras para astronot hari ini yang akan memajukan umat manusia untuk membuat lompatan besar berikutnya. Segera, misi akan membawa manusia jauh di luar jangkauan Bumi untuk menjelajahi planet dunia lain.

Ditulis oleh Maverick Baker


Tonton videonya: Stasiun Luar Angkasa Tiangong Satu Diperkirakan Terbakar Saat Masuk Atmosfer Bumi - iNews Sore 0204


Komentar:

  1. Qaraja

    What a sentence ... great

  2. Yakout

    Sangat bagus!

  3. Quintin

    Ungkapan yang menghibur

  4. Calidan

    Kita harus rendah hati



Menulis pesan