211service.com
Hot Space Shuttle vaizdai
NASA mokslininkai karinio jūrų laivyno orlaivyje naudoja naują terminio vaizdo sistemą, kad užfiksuotų karščio modelius, kurie apšviečia erdvėlaivio paviršių, kai jis grįžta per Žemės atmosferą. Tyrėjai iki šiol nufotografavo tris šaudyklų misijas ir apdoroja duomenis, kad sukurtų 3D paviršiaus temperatūros žemėlapius. Šie duomenys leis inžinieriams sukurti sistemas, kurios apsaugotų būsimus erdvėlaivius nuo karščio – iki 5500 laipsnių Celsijaus – matomo sugrįžimo metu.
Karštas kūnas: Šios šiluminės nuotraukos buvo padarytos iš erdvėlaivio Atradimas Rugsėjo 11 d. Temperatūros duomenys buvo naudojami spalvotiems vaizdams (viduryje ir apačioje), mėlyna yra žemiausia temperatūra, o raudona - aukščiausia.
Norime suprasti didžiausias temperatūras, kada jos įvyksta ir kur, nes nuo to priklauso apsaugos sistemos medžiagos tipas ir dydis, sako Thomas Horvath, projekto, vadinamo Higarsiniais termodinaminiais infraraudonųjų spindulių matavimais (HYTHIRM), pagrindinis tyrėjas. Langley tyrimų centras Hamptone, VA.
NASA nuo 2003 m. kosminio erdvėlaivio ėmė labiau rūpintis sauga ir tobulina priemones, skirtas šaudyklams tikrinti ir apsaugoti. Kolumbija nelaimės, kai sugadinus šaudyklės sparną buvo pažeistas karščiui atsparus skydas, dėl kurio jis prarado struktūrinį vientisumą ir suskilo grįždamas, žuvo visi septyni laive buvę astronautai. Horvath, taip pat palaikymo komandos narys Kolumbijos avarijų tyrimo valdyba (CAIB), sako, kad HYTHIRM projektas buvo sukurtas reaguojant į Kolumbija avarija.
Aš tikrai manau, kad [tyrėjai] gali ką nors sužinoti apie tai, kas sukelia šildymą, sako Douglasas Osheroffas , Stanfordo universiteto fizikos ir taikomosios fizikos profesorius ir CAIB narys. Jis priduria, kad šiluminiai vaizdai taip pat gali būti naudojami kaip diagnostikos įrankis, skirtas patikrinti šaudyklų plytelių vientisumą sugrįžtant. Šiuo metu inžinieriai turi rankiniu būdu apžiūrėti plyteles, kai šaudyklė grįžo.
Norėdami atvaizduoti šaudyklą, tyrėjai naudojo naują optinę sistemą, pavadintą „Cast Glance“, esančią „Navy P-3 Orion“ lėktuve. Sistemą daugiausia naudoja Gynybos departamentas raketinės gynybos misijoms, todėl NASA projektui ji turėjo būti šiek tiek pakeista. Karinio jūrų laivyno tyrėjai pridėjo didelės raiškos, jau paruoštą vaizdo kamerą ir sureguliavo ją taip, kad filtruotų infraraudonųjų spindulių šviesą. Tada jie sukalibravo „Cast Glance“ optinius jutiklius, kad, išmatuodami infraraudonąją spinduliuotę iš šautuvo, galėtų apskaičiuoti paviršiaus temperatūrą.
Karinio jūrų laivyno orlaivis skrenda iki 37 kilometrų atstumu nuo erdvėlaivio, kai pastarasis skrieja nuo dviejų iki trijų mylių per sekundę greičiu, renkantis aštuonias nepertraukiamas minutes duomenų: maždaug nuo 10 000 iki 15 000 vaizdų kiekvienai misijai.
Tyrėjų dėmesys buvo sutelktas į šaudyklės apačią, kurią dengia apie 10 000 šiluminių apsauginių plytelių. Aukščiausios šildymo zonos, esančios šalia nosies ir išilgai kiekvieno sparno priekinio krašto, yra pagamintos iš medžiagos, vadinamos sustiprinta anglis-anglis (RCC). Kai šaudyklė išstumia oro molekules, sako Deborah Tomek, HYTHIRM projekto vadovė, aplink jį susidaro ribinis sluoksnis arba apsauginė sritis, panaši į izoliaciją, kur temperatūra yra nuo 1 093 iki 1 649 laipsnių Celsijaus. Už šio ribinio sluoksnio temperatūra gali pakilti iki 5500 laipsnių.
Bet koks plytelių pažeidimas arba išsikišimas ar guzas apatinėje šaudyklos dalyje gali nutrūkti ribiniame sluoksnyje ir sukelti didelį karštį. Ypatingą susirūpinimą kelia tarpų užpildai, keramika dengto audinio gabalai, kurių storis lygus popieriaus lakštui, kurie telpa tarp plytelių, kad suteiktų pagalvėlę. buvo žinoma, kad jie išsikiša . (Tačiau NASA teigia, kad užpildai nekelia saugumo susirūpinimo.)
Langley tyrėjai pavaizdavo tris šaudyklų misijas: Atradimas kovo 28 d. STS-119 ); Atlantida gegužės 24 d. STS-125 ); ir Atradimas vėl rugsėjo 11 d. STS-128 ). Jie taip pat atliko du nedidelius skrydžio tyrimų eksperimentus. Pridėjome nedidelį nelygumą Atradimas Sparnas, maždaug ketvirčio colio, kad geriau suprastų, kas vadinama ribinio sluoksnio perėjimu arba judėjimu srauto laukuose, sako Tomek. Tyrėjai taip pat padengė dvi plyteles medžiaga, kuri kuriama Orion įgulos žvalgybos transporto priemonės šilumos skydui.
Tyrėjai tik pradeda apdoroti visus surinktus duomenis į 3-D paviršiaus temperatūros žemėlapius, kuriuos jie palygins su matavimais iš šiluminių jutiklių, esančių šaudyklės apačioje, ir su skaičiavimo skysčių dinaminiais modeliais. Horvathas teigia, kad savo rezultatus pristatys konferencijoje 2010 m. sausio mėn.
Tačiau mokslininkai jau matė keletą netikėtų rezultatų. Nedidelis trūkumas, galbūt net dešimtoji colio, priešingoje pusėje nei guzas, kuris buvo specialiai uždėtas Atradimas „Sparnas“ sukūrė aukštą temperatūrą daug didesniame plote, nei įprastai matote, sako Horvathas.
Osheroffas sako, kad jam įdomu sužinoti, ar analizė randa skirtingus rezultatus skirtingoms orbitoms. Pavyzdžiui, Kolumbija buvo pirmasis pastatytas šaudyklės ir yra 20 000 svarų sunkesnis už kitus orbitinius. Įkaitimo modeliai priklauso nuo orbiterio padėties ar orientacijos sugrįžimo metu, todėl būtų naudinga atlikti bent dviejų kiekvieno orbitinio skrydžio bandymus.
Iki planuojamo orbitininkų pasitraukimo liko tik šeši erdvėlaivių skrydžiai. Horvathas teigia, kad tyrėjai tikisi, kad galės toliau vaizduoti likusias misijas, tačiau galutinis patvirtinimas dar laukiamas. Jis sako, kad mūsų gebėjimas tiksliai numatyti šiluminius duomenis turės didelį poveikį naujų transporto priemonių projektams.