Анастасия Лукьянова
декабрь 2016.
15229

Почему вообще что-то сгорает в плотных слоях атмосферы, летя на землю? И почему не сгорает, когда что-то запускают в космос? А должно?

Ответить
Ответить
Комментировать
3
Подписаться
1
2 ответа
Поделиться

Космические объекты на входе в атмосферу (Линия Кармана, высота около 100 км) обладают скоростью более 10 км/сек. Скорость звука на этих высотах атмосферы немногим ниже 300 м/сек. Поэтому сразу же перед объектом формируется гиперзвуковая ударная волна, на фронте которой образуется огромный скачок давления и температуры. Формулы для расчётов параметров фронта волны весьма громоздки. Поэтому оценим температуру на фронте ударной волны из упрощённых рассуждений.

Объект, сталкиваясь с гиперзвуковой скоростью с молекулами в составе воздуха, передаёт им свою скорость (> 10 км/сек), что соответствует температурам более 100000 °C для молекул азота в составе переднего фронта ударной волны. Колоссальная температура и высокое детонационное давление на фронте ударной волны, несмотря на очень тонкий слой (<< 1 мм) переднего фронта, достаточен для плавления и даже испарения поверхностного слоя (металл и минералы) космического объекта (метеориты). Малая часть этой энергии идёт на яркий световой шлейф под восторг восхищённых зрителей на земле. Для инопланетных кораблей на входе атмосферу советую поставить дорожный знак [Осторожно. Атмосфера. Сбавь ход, всяк суда входящий].

Но это не значит, что камень падающий на Землю с высоты 100 км загорится в плотных слоях атмосферы. Нет. Он, будучи очень горячим, с терминальной скоростью ~ 60 м/сек с шумом и свистом грохнется о землю. Так падают отработанные ступени ракетных носителей.

Запуск же ракет в космос начинается с вертикальной нулевой скоростью в плотных слоях атмосферы (на уровне моря). Основное ускорение до орбитальной скорости они получают на выходе из атмосферы асимптотически приближаясь к требуемой орбите.

20
-2

Немного выше, 110 км, наверное

+1
Ответить
Прокомментировать

Дополнительно надо отметить, что речь тут должна идти не о силе трения, а о сопротивлении среды. Сопротивление среды зависит не только от скорости, но еще и очень сильно зависит от формы тела. Ракета и метеорит находятся в весьма неравных условиях еще и с этой стороны.

3
0
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью