En général, une petite mise en garde: la performance ne sera que de 20 minutes.
Ainsi, je n'ai que le temps de vous donner une idée approximative de l'organisation de l'atterrissage.
Si vous souhaitez piloter une vraie navette, assurez-vous d'avoir lu les instructions d'utilisation. De plus, vous aurez besoin d'une machine à remonter le temps, car la dernière navette a atterri il y a plus de cinq ans.
Maintenant, ils vivent dans des musées et ne peuvent pas décoller. Néanmoins, comme vous tous, je nie ce fait depuis cinq ans. Surtout toi, Steve Feldman. Donc, dans mon monde, la navette vole toujours et nous n'utiliserons que le cadeau pour cette conversation.
Commençons donc. Notre objectif est d'atterrir sur la piste (ci-après - la piste) du Kennedy Space Center en Floride, mais supposons que nous volons maintenant en orbite au-dessus de l'Amérique du Sud à une vitesse de 27700 km [par heure] dans la mauvaise direction.
Eh bien, nous ne pouvons pas simplement nous retourner. Changer la direction en orbite nécessite des coûts énergétiques fous. Alors on fait quoi?
Et bien ...
En principe, rien. Il s'avère que la Terre tourne, ce qui signifie que le Kennedy Space Center lui-même viendra à nous, il vous suffit d'attendre.
Donc à ce tour, quand nous volons vers le Kennedy Space Center, nous nous arrêtons juste! Il fait toujours ça.
Il s'avère que nous volons toujours à des vitesses supérieures à 27 700 km / h. Pour que vous puissiez imaginer sa vitesse, la piste sur laquelle nous allons atterrir a une longueur de 4 500 mètres. Ce sont environ 40 à 45 terrains de football, selon ce que vous considérez comme un terrain de football.
C'est l'une des plus longues pistes du monde, mais à notre vitesse actuelle, nous parcourrons toute sa longueur en seulement six dixièmes de seconde. Nous pourrions aller de New York à Londres en seulement 12 minutes. Nous devons donc ralentir. Vivement.
Eh bien, la navette a d'excellents moteurs avec des tonnes de puissance pour nous ralentir. Alors exécutons-les à nouveau! Ahem ... ça devient ... un peu gênant. Vous voyez, nous étions pour ainsi dire sans carburant. Pour notre défense, disons que le lancement est en fait une entreprise coûteuse. Ces deux boosters sur les côtés, ils brûlent 1,1 million de livres ou cinq cent mille kilogrammes de combustible solide en seulement deux minutes, puis on les jette.
Ce grand réservoir extérieur orange contient 1,6 million de livres supplémentaires, soit sept cent vingt-cinq mille kilogrammes de carburant liquide pour les trois principaux moteurs de la navette, mais après un lancement de huit minutes, ils étaient également vides. Nous devons donc les jeter. Salut!
Il ne reste que ces minuscules moteurs orbitaux shunt, qui produisent ensemble moins de 1% de la poussée des moteurs principaux. Ils ne pourront pas nous ralentir à une vitesse de 27 700 km / h, mais il y a une astuce.
En fait, nous n'avons pas besoin de ralentir autant. Si nous ralentissons de seulement 360 km / h, ce sera suffisant pour commencer à tomber dans l'atmosphère, où la résistance à l'air peut faire le reste du travail.
Ainsi, nous brûlons du carburant pour quitter l'orbite, ce qui prend environ trois minutes, en utilisant des moteurs de manœuvre orbitaux. Après cela, nous allons juste dériver pendant environ une demi-heure avant d'atteindre l'atmosphère. Mais nous ne pouvons pas entrer dans l'atmosphère à l'envers!
Tout d'abord, nous aurons l'air ridicule, MAIS ce qui est peut-être plus important, la résistance à l'air est si grande qu'à la fin nous allons fondre. Ensuite, nous élevons l'angle d'attaque à 40 degrés. Il s'agit de l'angle entre la direction dans laquelle vous êtes attiré par la vitesse et la direction dans laquelle l'arc du navire est dirigé.
Sous cet angle, notre corps en aluminium fusible peut être protégé avec plus de 20000 carreaux de silicium, ainsi que ces panneaux renforcés carbone-carbone sur le nez et le bord avant des ailes.
Fait intéressant: les surfaces de l'appareil orbital qui sont chauffées sont recouvertes de ces plaques thermiques, ainsi que de tissu nomex, qui couvre les ailes et
portes cargo. Tout cela ne ressemble pas du tout à un avion ordinaire, mais bon, retour à la descente.
Donc, si tout se passe bien, nous devons entrer en contact avec les premières couches de l'atmosphère à une altitude de 122 km, à environ 8000 km de notre site d'atterrissage.
Tout cela est bien, mais après quelques minutes, il y a un problème. Nous avons des ailes! Et les ailes créent une portance, et lorsqu'elles plongent dans un air plus dense, elles génèrent tellement de portance que nous commençons réellement à monter et à quitter l'atmosphère à nouveau.
Ce n'est pas très bon. Nous devons en fait continuer à descendre. Eh bien, nous pourrions lever le nez encore plus haut ... Cela augmenterait la résistance et diminuerait la portance, mais nous courons le risque de surchauffer, de dépasser les charges ou tout simplement de perdre le contrôle de l'orbiteur.
Donc, nous ne pouvons pas changer notre angle d'attaque, ce qui signifie que nous ne pouvons pas changer la quantité de portance que nous générons. Cependant, nous pouvons changer la direction de cette force. Il n'est pas nécessaire que ce soit vers le haut.
Si nous inclinons à droite ou à gauche, nous pouvons diriger notre force de levage sur le côté et non vers le haut. Eh bien, cela nous permettra en fait de contrôler le taux de déclin. Avec un angle de roulis plus raide, nous créerons moins de force de levage dirigée vers le haut, afin de descendre plus rapidement. De la même manière, avec un léger roulis, nous générerons plus de portance supérieure, donc nous ne tomberons pas si vite.
Mais cela soulève une question intéressante: à quelle vitesse voulons-nous descendre? En fait, l'entrée dans l'atmosphère est un gros problème de distribution d'énergie. Nous avons beaucoup de vitesse et beaucoup de distance à surmonter. L'objectif est de réduire la vitesse de manière à dépasser la distance souhaitée.
Si nous ralentissons trop vite, nous n'atteindrons pas le site d'atterrissage, et si nous ralentissons trop lentement, nous nous précipiterons juste devant le Kennedy Space Center et nous écraserons dans l'océan Atlantique, ce qui est également mauvais. Ainsi, nous avons découvert que pour contrôler la descente, il suffit de changer l'angle de gîte. Mais comment contrôlons-nous le freinage (à quelle vitesse ralentissons-nous)?
Rappelez-vous, tout d'abord, nous ralentissons parce que nous sommes confrontés à l'air. Si nous voulons ralentir plus fort, il nous faut juste plus d'air. Et où est plus d'air? Bien sûr, plus bas dans l'atmosphère - il devient plus dense à mesure que vous descendez.
Nous avons donc en quelque sorte trouvé les bons outils pour contrôler le ralentissement, car si nous misons plus, nous chuterons plus vite, comme vous le savez déjà. Ensuite, nous atteindrons plus probablement l'air dense, et l'air dense nous aidera à ralentir plus fortement.
A l'inverse, pour donner un roulis plus petit, alors on ne descendra pas aussi vite, donc on sera plus longtemps en air mince, ce qui signifie que le freinage sera plus lent.
Il n'y a donc qu'un seul problème: nous commençons à nous déployer. L'angle de roulis n'aide pas comme nous l'avions espéré à l'origine. Par conséquent, la NASA s'est tournée vers ses ingénieurs. «C'est un problème très grave! Nous ne pouvons pas prendre et atterrir au Panama! ”
Et les ingénieurs ont répondu: «Eh bien, il suffit de tourner dans l'autre sens. Ce n'est pas sorcier, et pourquoi perdez-vous notre temps, Steve? »
Donc, nous obtenons une telle courbe en forme de S pour la descente, mais cela fonctionne. Par conséquent, avant de poursuivre, voyons ce que nous avons appris. Nous avons commencé par une manœuvre de désorbite d'une durée d'environ trois minutes. Ensuite, nous dérivons vers les couches denses de l'atmosphère et, ce faisant, nous réglons l'angle d'attaque à 40 degrés afin que le bouclier thermique puisse nous protéger. Dès que nous entrons dans l'atmosphère, tout est contrôlé par un angle de roulis. S'il semble que nous survolerons la bande, alors augmentez le roulis et ralentissez plus vite. Et si nous sommes confrontés à une pénurie, nous réduisons le roulement et le ralentissement ne se produit pas aussi rapidement. Et même si nous nous écartons trop de l'objectif, nous avons juste besoin de tourner dans la direction opposée, ce que l'on appelle les «virages d'équilibrage». Ils sont donc appelés à la NASA.
Voici une photo du retour de la dernière navette au cours de la mission STS-135. Quelque chose d'intéressant à propos de cette lueur en entrant: techniquement, ce n'est pas un feu, bien qu'il soit très similaire. Il s'agit, en fait, d'un gaz chaud qui est si chaud que les électrons se détachent de leurs atomes et molécules, et ils commencent à briller, cette douce couleur orange. C'est un autre état de la matière appelé plasma, qui, même si vous n'en avez jamais entendu parler, vous le voyiez constamment, sous la forme de néons, d'éclairs, et surtout - le Soleil est une grosse boule lumineuse de plasma.
Maintenant, pendant que nous ralentissons, nous obtenons moins de ce plasma et nous obtenons moins de chaleur, donc nous nous inquiétons moins de la fusion. Mais nous sommes de plus en plus préoccupés de simplement tomber dans les airs. Nous passons vraiment d'un vaisseau spatial à un avion.
À une vitesse de 13 000 km / h, nous commençons à baisser le nez, abaissant notre angle d'attaque. Puis, à une vitesse de 2750 km / h, nous passons à un mode de contrôle complètement différent appelé Energy Management in the Terminal Zone, ou TAEM.
Maintenant, nous volons comme un avion. Très mauvais avion. Nous n'avons pas de moteurs, mais nous fonctionnons à peu près comme un avion. Nous levons le nez pour contrôler notre vitesse de descente.
Nous roulons pour tourner, et nous avons toujours ce ralentisseur qui peut s'ouvrir et se fermer pour nous aider à contrôler notre vitesse de vol.
Aussi, jusqu'à ce moment, nous avons volé en pilote automatique. Le pilote automatique est contrôlé par cinq de ces ordinateurs de sauvegarde, chacun avec un mégaoctet entier de mémoire. Vous ne pourriez pas y mettre même une photo du téléphone, mais il a assez bien géré la navette.
Mais à l'approche de la piste, le commandant prend le contrôle, ce mode est appelé CSS, c'est-à-dire Commande à levier (pas de feuilles de style en cascade). Cependant, le Shuttle est contrôlé par ordinateur, ce qui signifie en fait que les ordinateurs contrôlent tout sans s'arrêter. Même en CSS, l'ordinateur fait simplement semblant de laisser les gens voler, comme dans une routine.
Remarque: aucun pilote de navette ne souhaite être appelé copilote. C'est tout simplement offensant. En général, sur le siège gauche, nous avons un commandant qui contrôle le vol. Et sur le siège droit, nous avons un pilote. Et ne vole pas.
Je ne suis pas sûr que la NASA n'ait pas fait cela pour confondre les médias, car cela fonctionne très bien.
Mais revenons à TAEM. TAEM nous conduit au-delà de la ligne médiane de la piste, puis le long de cette spirale imaginaire appelée le cône d'alignement de route. Si tout s'est bien passé, nous serons alignés sur la piste et planifierons à partir d'une hauteur de 3000 mètres.
Bien sûr, si nous avions un avion de ligne régulier, la «planification» signifierait une trajectoire de déclin à trois degrés à une vitesse d'environ 255 km / h, avec une vitesse de déclin d'environ 230 mètres par minute. Mais cela ne fonctionne pas pour nous. La navette a des ailes courtes et un gros nez rond et épais.
On l'appelle affectueusement une brique volante.
Les astronautes de la NASA s'entraînent dans un avion Gulf Stream II modifié qui, pour simuler la non-aérodynamicité de la navette, vole avec le train d'atterrissage sorti et avec des moteurs à poussée inversée.
Ainsi, nous avons besoin d'une descente, un peu plus adaptée à une brique avec un angle d'inclinaison de 20 degrés, une vitesse de 555 km / h et une vitesse de descente de plus de 3050 mètres par minute.
Pour vous mettre en contexte, quelle est la vitesse de descente de 3050 mètres par minute, elle est d'environ 190 km / h. Il s'agit de la vitesse critique pour un parachutiste en chute libre.
Évidemment, nous n'atterrirons pas comme ça, donc à une altitude de 600 mètres, nous commençons à lever le nez jusqu'à un état appelé manœuvre de pré-atterrissage. Nous gaspillons l'énergie que nous avons sous forme de vitesse de vol en échange de la réduction de notre folle vitesse de descente. Les châssis sont disponibles à 91 mètres.
On attend jusqu'à la dernière minute, car les châssis provoquent une forte résistance, et après leur largage en vol, ils ne peuvent plus être levés. Nous traversons la piste à seulement 8 mètres, la vitesse de vol baisse comme un fou. Le toucher se produit à une vitesse de 410 km / h, le parachute de freinage est déployé, le nez descend progressivement.
À peine une heure et cinq minutes après notre manœuvre de freinage à l'arrière de la planète, nous avons atterri sur la navette spatiale.
... depuis l'espace!
Naturellement. Où d'autre le planteriez-vous?
Je vais vous montrer à quoi cela ressemble du point de vue du pilote, car en tant que pilote, je pense que c'est la chose la plus cool en principe.
Bien sûr, aucun de ceux à qui j'ai montré cela n'est d'accord pour dire que c'est la chose la plus cool de l'histoire, mais j'espère que Steve est d'accord.
Il s'agit de l'atterrissage de nuit du STS-115. Nous volons actuellement autour du cône d'alignement de parcours. Nous regardons à travers l'affichage visuel du pilote. Ce sont tous ces chiffres verts clignotants. La vitesse de vol est indiquée à gauche. Nous avons environ 260-270 nœuds. À droite, la hauteur. Nous passons maintenant en dessous de 8500 mètres. Bientôt d'en haut, vous verrez la côte est de la Floride apparaître en vue.
Ce sont des lumières au sud du Kennedy Space Center.
Au centre de l'écran, il y a un carré avec une sorte de diamant flou qui en émane. Ce diamant montre notre parcours. En général, le commandant, en fait, essaie maintenant d'amener cette boîte au diamant, ce qui maintiendra la navette sur le bon chemin de descente le long du cône d'alignement de route. Soit dit en passant, cette boîte se transformera en cercle après un certain temps ... Ce n'est pas très important. Eh bien, c'est important, mais je ne veux pas expliquer comment. Dans la partie inférieure, qui a maintenant disparu, car le contrôle est ouvert, apparemment, cette chose est là, elle dit: CSS, et HDG est écrit ci-dessus, c'est-à-dire bien sûr. Il s'agit du cône d'alignement de parcours, et à droite il y a une ligne horizontale avec une paire de triangles pointant vers lui. Le triangle supérieur montre le frein à air où il est maintenant. Il est ouvert à environ soixante-dix pour cent, et le triangle inférieur indique où l'ordinateur veut le mettre, ce qui est actuellement le même. Vous verrez comment il fait des ajustements en se déplaçant, et il fera un gros ajustement à 900 mètres (peu de temps avant l'atterrissage).
Ici la piste apparaît en vue, et à partir de 3000 mètres. Je vais laisser les astronautes parler d'eux-mêmes, car je pense que c'est beaucoup plus intéressant. La voix principale que vous entendrez est le pilote parlant au commandant lors de l'atterrissage.
Pilote (PMT): «Correct».
Spécialiste de mission 2: «Trail of Flaps».
PLT: "Alors le voici, 9000."
PLT: "Deux de plus et deux, semble approprié."
Commandant (CRA): "Je suis d'accord."
PLT: "8000".
KDR: «Vent de face faible sur le pont.»
PLT: "7000".
PLT: "Vous allez bien."
KDR: "Je suis d'accord."
PLT: "6000".
PLT: "D'accord, 5000. Mon radar va bien, votre radar va bien."
KDR: "Je suis d'accord."
PLT: «Je vais regarder le dispositif de capture d'image et
nous allons 3 ... environ 3000. "
KDR: "3000. Freins à air. "
PLT: "... les freins à air semblent se déplacer autour de 27, il semble."
KDR: "Bien."
PLT: "Good, 2000. Preplant. Châssis prêt. "
KDR: "Je vous ai compris, avant l'embarquement."
PLT: «Je vous vois en pré-plantation. Je vois que tu es un peu en retard. Cela semble approprié. 1000. La vitesse maximale est de 313. 400. "
KDR: "Châssis sorti."
PLT: «Et voici le châssis. Le châssis bouge. Je te vois tomber au bar à billes. Vous pouvez ajouter une interface si vous ne l'avez pas encore ajoutée. Ça montre un peu haut. "
KDR: "Je suis d'accord."
PLT: «Grand, il y a cent pieds. 255. Beaucoup d'énergie. La correction est excellente. Il y en a 50. Je vois le nez se lever. 30, 230. Eh bien, pas trop haut, pas encore l'heure. Ça y est. Il y en a 22, 10. Vous pouvez commencer à l'abaisser. Le voici donc, 7, 6, 5, 4, 3. Touchez. Il y a un parachute. "
KDR: "J'éteins la rotation."
PLT: «Et je vois que vous descendez un an et demi. En baisse d'un an et demi. En baisse d'un an et demi. Bon contact. "
MODÉRATEUR: Alors, rappelez-vous: les moteurs ne sont pas disponibles pour eux, c'est donc la seule et unique chance d'atterrir. Je voudrais également noter que cette vidéo a commencé il y a environ trois minutes et demie à 11 kilomètres. Il s'agit d'une altitude de vol assez typique pour un avion de ligne. Imaginez donc le capitaine de votre avion disant: «Mesdames et messieurs, nous commençons notre descente initiale vers Philadelphie (ou quelque part). Nous serons bientôt sur terre. »
Et par «temps proche», il veut dire trois minutes et demie. Mais la navette a volé de cette façon, et c'était tout.
Je vous remercie
[Merci! - Brat]
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