Handlinger tilknyttet webside

Landingssimulator

I simulatoren skal du forsøge at styre dit fartøj ned gennem Jordens atmosfære, så det kan lande sikkert på overfladen, uden at hastigheden er for høj, og uden at astronauterne undervejs er blevet udsat for livstruende belastninger.


Orionkapslen flyver ind i Jordens atmosfæreSimuleringen starter 120 km over jordoverfladen, hvilket svarer til højden af Jordens atmosfære.

Fartøjet har ingen styreraketter. I stedet styrer man aerodynamisk, ved hjælp af ror som ændrer fartøjets vinkel i forhold til flyveretningen. Vinklen ændres vha. styrepinden. Jo længere tid, man holder styrepinden i en position, jo mere vil fartøjet ændre vinkel.

Under simuleringen indtegnes fartøjets position løbende med prikker, så man kan følge dets bane.

Det gælder om at udnytte luftmodstanden i atmosfæren til at bremse fartøjet. Men hvis man bremser for kraftigt, er det livsfarligt for astronauterne.

Acceleration og g-påvirkning

Opbremsningen måles i g, hvor 1 g er Jordens tyngdeacceleration. Når man står stille på Jordens overflade, er man påvirket af 1 g. Størrelsen af g-påvirkningen har betydning for, hvor meget man vejer. På jordoverfladen, hvor man er påvirket af 1 g, vejer man sin normale vægt. På Månen derimod, hvor man kun er påvirket af 0,1 g, vejer man kun en 1/10 af den vægt, man har på jordoverfladen.

Man kan også bliver udsat for forskellige g-påvirkninger under accelerationer, når man bevæger sig, som f.eks. i en elevator. Før elevatoren starter, er man påvirket af 1 g. Når elevatoren begynder at køre nedad, er man påvirket af mindre en 1 g - sålænge den accellerer - og man vejer derfor mindre end normalt. Når elevatoren bremser op, bliver man påvirket af mere end 1 g, og man føler sig derfor tungere end normalt.

Det samme sker, når et rumskib bremser op på sin vej ned gennem Jordens atmosfære. Her er g-påvirkningen bare meget større. Accellerationer (opbremsninger) over 15g er dødbringende for mennesker, her vejer man 15 gange sin normalvægt. Jo kraftigere opbremsningen bliver, des rødere bliver prikkerne i simulationen. Den nøjagtige acceleration kan løbende aflæses i simulatorens øverste højre hjørne.

Simuleringen stopper i 10 km højde. Her skal hastigheden være under 1000 m/s, for at fartøjet kan lande sikkert.

reentry


Der findes forskellige mulige landingsstrategier:

Den simpleste er ballistisk nedstyrtning, hvor man blot lader fartøjet falde frit ned gennem Jordens tyngdefelt. Det kan dog ikke anbefales, da det udsætter fartøjet og besætning for meget høj acceleration og fartøjet rammer jordoverfladen med meget høj fart.

De fleste rumfartøjer er dog formet sådan, at de ligesom en flyvinge har opdrift og dermed ikke falder frit. Derfor lander man typisk ved at sværeflyve gennem atmosfæren og undervejs sænke den høje hastighed.

En ekstrem måde at udnytte opdriften på er den såkaldte ’skip-entry’ metode, hvor man slår smut med sten på en vandoverflade. Nar fartøjet rammer den øverste del af atmosfæren og løfteeffekten bliver tilstrækkelig, vil det slå smut på atmosfæren, og hvis hastigheden er rigtig, vil det falde tilbage i atmosfæren igen et stykke væk.


I virkelighedens verden...

De amerikanske rumfærger har vinger og ror som en flyvemaskine, og bruger dem til at styre ned gennem atmosfæren. I rummet og i toppen af atmosfæren, hvor luftmodstanden er lille, bruges styreraketter til at styre rumfærgen, og først når fartøjet er kommet et stykke ned i atmosfæren, tager roerne over.

Apollomissionerne var designede til at bruge skip-entry metoden i nødstilfælde. Apollokapslerne landede i vandet nær ved de amerikanske kyster, og derfor var de afhængige af, at Jorden så at sige havde den rigtige side vendt mod Månen på landingstidspunktet. Men i en nødsituation, fx hvis en astronaut blev syg, kunne det være umuligt at vente på det, og i sådan en situation kunne kapslerne slå smut på atmosfæren for at komme til den rigtige side af Jorden. Den nye Ares rumkapsel er designet til at kunne benytte samme mulighed.

I simulatoren udnytter rumfartøjet luftmodstanden i Jordens atmosfære til at bremse op inden landingen. Samme teknik bruger man på missioner, hvor et fartøj skal gå i kredsløb om en anden planet. Ved at lade fartøjet strejfe planetens ydre atmosfære bremser man det ned til en hastighed, hvor det kan gå i kredsløb om planeten. Denne manøvre kaldes ’aerobraking’.