Nowości  Satelity  Sondy  Statki  Stacje  Rakiety  Kosmodromy    
 


Kosmonautyka.pl > Podczas wejścia z orbity w atmosferę możliwa jest komunikacja radiowa

2016-01-31 Podczas wejścia z orbity w atmosferę możliwa jest komunikacja radiowa

Przez ponad pół wieku historii kosmonautyki wejście pojazdu kosmicznego z orbity w atmosferę Ziemi lub innego ciała niebieskiego powodowało przerwę w komunikacji radiowej. Teraz to się zmienia.


Wizualizacja wejścia w atmosferę statku kosmicznego Orion (grafika: NASA)

Wytwarzane podczas wejścia obiektu w atmosferę bardzo wysokie temperatury są nie tylko wyzwaniem dla pojazdu kosmicznego (nagrzewanie), ale również powodują powstanie elektrycznie naładowanych strumieni plazmy wokół niego. To plazma, niczym kokon, otula pojazd i skutecznie ekranuje fale radiowe. W ziemskiej atmosferze zachodzi to na wysokościach od 40 do 90 km. Efekt? Kosmonauci podczas krytycznej fazy jaką jest wejście w atmosferę ziemską przez kilka minut nie mają możliwości komunikacji z centrum lotów.

Okres braku komunikacji (ang. blackout) zależy od takich czynników jak kąt wejścia, prędkość wejścia, kształt pojazdu i atmosfera. Jednym z najdłuższych blackoutów dla kapsuły Apollo było znana pechowa misja Apollo 13. W powodu mniejszego niż zwykle kąta wejścia w atmosferę brak komunikacji trwał 6 minut, prawie 1,5 minuty dłużej niż planowano. Blackout dla marsjańskiego lądownika Mars Pathfinder wynosił 30 sekund.

Pamiętne minuty ciszy, które towarzyszyły i towarzyszą powrotom z kosmosu na Ziemię mogą przejść jednak do historii. W ramach wspólnego projektu naukowcy z niemieckiej agencji kosmicznej DLR z kolegami z kalifornijskiego Uniwersytetu Stanforda znaleźli rozwiązanie tego problemu.


W Kolonii w tunelu aerodynamicznym stworzono warunki podobne do wejścia obiektu w atmosferę (grafika: DLR)

Stworzone urządzenie testowe składa się z osłony cieplnej i umieszczonego za nim nadajnika radiowego. Umieszczono je w tunelu aerodynamicznym i wystawiono na gorący strumień strumień plazmy o temperaturze kilku tysięcy stopni. Z boku, poza strumieniem gorącego gazu, znajdowała się antena odbiorcza.


Zespół badawczy (grafika: DLR)

Kluczem do rozwiązywania problemu jest wytwarzanie w pobliżu nadajnika ujemnego pola. Z powodu ujemnego napięcia zjonizowany strumień plazmy jest odchylany i otwierane jest okno dla fal radiowych. Jednakże okno te nie może być otwarte na stałe. Dlatego też napięcie to jest "pulsujące" - wytwarzane na kilka milisekund w krótkich odstępach czasu.

Jest to wystarczające, aby było możliwe przesyłanie i odbieranie danych. Informacji tak kluczowych jak przebieg, sukces czy niepowodzenie tego etapu misji kosmicznej.

Wcześniej opisywana technika została opracowana teoretycznie i przeliczona numerycznie. Sprawdzenie teorii w praktyce stanowi kolejny krok w kierunku przyszłego zastosowania tej techniki w kosmonautyce, w nowych i istniejących pojazdach kosmicznych. Załogowych i bezzałogowych, przy wlocie w atmosferę Ziemi i innych planet.


Interesuje Cię kosmonautyka? Zapisz się do naszego profilu na Facebooku lub Twitterze i nie przegap ciekawych informacji. Nie blokując i reagując na reklamę wspierasz także rozwój naszego portalu zapewniając sobie kosmonautyczne wiadomości za darmo.

Kosmonautyka.pl na serwisach społecznościowych: