如果纸飞机从国际空间站坠落,它会在大气层中滑翔还是燃烧?

如果纸飞机从国际空间站坠落,它会在大气层中滑翔还是燃烧?

首页休闲益智飞船滑翔更新时间:2024-04-27

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如果纸飞机从国际空间站释放,它会在大气层中燃烧还是会滑翔?

国际空间站以 7.66 公里/秒的速度绕地球飞行,高度为 408 公里。在这样的条件下向地球发射任何东西并不是一件容易的事。为什么?

事实是,国际空间站移动速度如此之快,以至于处于自由落体状态,但由于其水平速度,它并没有下降,而是似乎“滑”出了地平线。

从国际空间站释放的任何物体都将具有与国际空间站大致相同的初始速度。如果您添加另一个动作(例如投掷),这可能会稍微改变其轨迹和速度。

为了让从国际空间站发射的飞行器到达地球表面,其速度必须相对于国际空间站的速度降低80-90 m/s。与此同时,它会开始减少并进入大气层的上层。在那里它将开始减速、滑行,并最终在几个月后着陆。事实上,即使它靠近国际空间站,它也会减慢速度,但这样的下降可能需要数年时间。在这种情况下,无论坠落时间如何,进入大气层的致密层都会以相似的速度发生。

如果你想让物体在短短几天内到达地面,它的速度应该减少160 m/s,即7.5 km/s。这种减少将使其直接下降到大气层的致密层。结果,该物体将在短时间内穿过大气层并着陆。这就是宇宙飞船通常降落到地球的方式。

在大气层的上部,稀薄空气的浓度相当高。这会减慢设备的移动速度,但其速度仍然很高,达到每秒一公里。由于如此高的速度,摩擦力会变得很强,当装置到达大气层的致密层时,它就会简单地烧毁。

地球大气层

如果改变飞机的材质会怎样?无论材质如何,暴露在大气中都会导致物体变得非常热。不燃材料会熔化,易燃材料会点燃。正是由于这个原因,航天器受到具有高耐热性和熔点的陶瓷涂层的保护。

顺便说一句,纸飞机的想法是由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的科学家考虑的。他们的想法是发射大约 100 架由耐热材料制成的飞机,以测试它们从国际空间站下降时的滑翔能力。但可惜的是,由于缺乏资金,这个想法仅停留在纸面上。让我们回顾一下东京大学风洞中“纸”飞机的测试。

一架纸飞机正在东京大学的超音速风洞中进行测试。

航天器使用陶瓷涂层的主要原因是其独特的性能:这些材料具有低熔点和高耐热性。这使得它们成为保护飞船免受重返大气层高温影响的理想选择。如果没有这种保护,飞船的电子设备很快就会失效,宇航员可能面临严重的危险。这些材料需要大量的热量才能熔化,而飞船在大气中短时间内根本无法接收到足够的热量来防止其熔化。当然,还有其他过热保护技术。

结论很明显:用这种陶瓷制成的飞机将能够成功穿过大气层,甚至到达地球。但由于其速度高、质量较大,与地面接触就会破裂。安全着陆需要降低速度,如果不使用降落伞或其他技术设备,这是不现实的。

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