Почему аппараты, летящие с МКС на Землю, не сгорают в атмосфере?

Атмосфера Земли играет, в том числе, защитную функцию - влетая в нее, космические объекты начинают гореть. В результате до поверхности не долетает большинство метеоритов и космического мусора. Без защитного слоя, сжигающего объекты, попадающие в атмосферу извне, планету бы постоянно бомбардировали разнообразные предметы.                                    





Смотреть все фото в галерее
Спускаемый аппарат Союз ТМА-10 М    
Но эта же особенность атмосферы является проблемой для космонавтики.
Как удается возвращать астронавтов и обратно на Землю?
Почему аппараты с МКС не сгорают в плотных слоях атмосферы?


Земля в иллюминаторе
Космическим аппаратам, возвращающимся на Землю, плотные слои атмосферы грозят серьезными проблемами.    
×


Падение метеорита    
Приближаясь к планете, объекты начинают ускоряться под воздействием притяжения. Влетая на такой скорости в атмосферу, за счет трения они начинают разогреваться до существенных температур. Ниже, где в атмосфере уже много кислорода, раскаленный корпус такого аппарата начинает гореть.
Но ведь космонавтов и некоторое ценное оборудование нужно как-то возвращать на Землю?
Как проблему сгорания в атмосфере удалось решить конструкторам?


Несгораемая капсула
Когда в новостях показывают репортажи о возвращении космонавтов с МКС, то можно заметить, что приземлившаяся капсула практически черного цвета. Она обуглилась, проходя через атмосферу.
Но все таки не сгорела!
Чтобы обеспечить возвращение людей, изобретателям пришлось предусмотреть целый комплекс условий.    


Капсула с МКС    
Космонавты, завершив свою миссию, летят обратно с МКС на Землю. Путь домой длится 3 часа. Все это время люди находятся в особой капсуле. Она отстыковывается от станции и летит в сторону планеты. На первом этапе капсула снижается целиком. Изначально скорость падения составляет 28000 км в час. Пока еще работают тормозные двигатели, они насколько возможно снижают скорость.
За 140 км от поверхности Земли капсула разваливается на три части. Аппаратный блок и бытовые отсеки сгорают в атмосфере. Это позволяет минимизировать площадь трения.
Уже совсем маленькая капсула с людьми продолжает снижаться.
Чтобы она не сгорела, была разработана специальная абляционная защита.    


Капсула имеет изогнутую экранирующую оболочку, которая частично отражает ударную волну, возникающую при столкновении с молекулами воздуха. Это частично уменьшает температуру нагрева.
Весь корпус маленькой капсулы покрыт специальным составом на основе асбеста. Этот материал устойчив к возгоранию. Поэтому поверхность капсулы начинает гореть, но очень медленно. Слой рассчитан так, чтобы времени его сгорания хватило для прохождения плотных слоев атмосферы.
В результате развала капсулы и сопротивления атмосферы скорость постепенно снижается до 800 км в час. На высоте 10 км выбрасывается тормозной парашют, скорость, а значит - и температура корпуса еще снижаются.
Непосредственно над поверхностью Земли скорость составляет уже около 20 км в час.    


Космонавты в капсуле    
Космонавты успешно приземляются. Правда для минимизации трения площадь поверхности капсулы должна быть как можно меньше. Поэтому путь домой космонавтам приходится преодолевать буквально свернувшись в комочек в крошечной капсуле.
Спускаемый аппарат Союз ТМА-10 М    
Но эта же особенность атмосферы является проблемой для космонавтики.
Как удается возвращать астронавтов и обратно на Землю?
Почему аппараты с МКС не сгорают в плотных слоях атмосферы?


Земля в иллюминаторе
Космическим аппаратам, возвращающимся на Землю, плотные слои атмосферы грозят серьезными проблемами.    
Падение метеорита    
Приближаясь к планете, объекты начинают ускоряться под воздействием притяжения. Влетая на такой скорости в атмосферу, за счет трения они начинают разогреваться до существенных температур. Ниже, где в атмосфере уже много кислорода, раскаленный корпус такого аппарата начинает гореть.
Но ведь космонавтов и некоторое ценное оборудование нужно как-то возвращать на Землю?
Как проблему сгорания в атмосфере удалось решить конструкторам?


Несгораемая капсула
Когда в новостях показывают репортажи о возвращении космонавтов с МКС, то можно заметить, что приземлившаяся капсула практически черного цвета. Она обуглилась, проходя через атмосферу.
Но все таки не сгорела!
Чтобы обеспечить возвращение людей, изобретателям пришлось предусмотреть целый комплекс условий.    
Капсула с МКС    
Космонавты, завершив свою миссию, летят обратно с МКС на Землю. Путь домой длится 3 часа. Все это время люди находятся в особой капсуле. Она отстыковывается от станции и летит в сторону планеты. На первом этапе капсула снижается целиком. Изначально скорость падения составляет 28000 км в час. Пока еще работают тормозные двигатели, они насколько возможно снижают скорость.
За 140 км от поверхности Земли капсула разваливается на три части. Аппаратный блок и бытовые отсеки сгорают в атмосфере. Это позволяет минимизировать площадь трения.
Уже совсем маленькая капсула с людьми продолжает снижаться.
Чтобы она не сгорела, была разработана специальная абляционная защита.    
Капсула имеет изогнутую экранирующую оболочку, которая частично отражает ударную волну, возникающую при столкновении с молекулами воздуха. Это частично уменьшает температуру нагрева.
Весь корпус маленькой капсулы покрыт специальным составом на основе асбеста. Этот материал устойчив к возгоранию. Поэтому поверхность капсулы начинает гореть, но очень медленно. Слой рассчитан так, чтобы времени его сгорания хватило для прохождения плотных слоев атмосферы.
В результате развала капсулы и сопротивления атмосферы скорость постепенно снижается до 800 км в час. На высоте 10 км выбрасывается тормозной парашют, скорость, а значит - и температура корпуса еще снижаются.
Непосредственно над поверхностью Земли скорость составляет уже около 20 км в час.    
Космонавты в капсуле    
Космонавты успешно приземляются. Правда для минимизации трения площадь поверхности капсулы должна быть как можно меньше. Поэтому путь домой космонавтам приходится преодолевать буквально свернувшись в комочек в крошечной капсуле.