Ez a kérdés nemrég merült fel egy baráti beszélgetés közben. A kérdésre válaszolva szeretném megjegyezni, hogy tárgyak Földre juttatása az ISS (Nemzetközi Űrállomás) pályájáról korántsem egyszerű feladat, annak ellenére, hogy elsőre talán annak tűnik. Az ISS átlagsebessége a Föld körüli pályán 7,66 km/s, a pálya magassága pedig 408 km.
Ekkora sebesség következtében az űrállomás folyamatos szabadesésben van, ami azt jelenti, hogy folyamatosan a Föld felé zuhan, de a nagy vízszintes sebessége miatt mindig a bolygó „mellé lő”, és a horizont mögé kerül.
Bármilyen tárgy, amit az ISS-ről ledobnak, ugyanazzal a kezdősebességgel fog rendelkezni, mint maga az űrállomás, plusz azzal a sebességgel, amit a dobáskor kapott. Ha egy papírrepülőt az ISS keringési irányával ellentétesen dobsz el, a sebessége egy kicsit csökken.
A sebesség csökkenése azt eredményezi, hogy a tárgy alacsonyabb pályára kerül. Ahhoz, hogy az ISS-ről ledobott papírrepülő leessen a Földre, 80-90 m/s-mal kell csökkenteni a sebességét. Ekkor jelentősen lejjebb kerül a pályája, és elkezd kölcsönhatásba lépni a légkör felső rétegeivel, ami fokozatos lassuláshoz, és végül néhány hónap múlva a lezuhanáshoz vezet.
Ahhoz, hogy az ISS-ről elindított papírrepülő néhány napon belül leessen a Földre, körülbelül 7,5 km/s-ra kell csökkenteni a sebességét, ami 160 m/s-os csökkenést jelent. Így a pályája a sűrűbb légköri rétegeken halad át, és gyorsan eléri a Föld felszínét.
A sűrűbb légköri rétegekbe való zuhanás során a papírrepülő még veszít valamennyi sebességéből a ritka levegőrészecskékkel való súrlódás miatt, de a sebessége így is jelentős marad. A pontos érték, amennyivel a papírrepülő csökkenteni tudja a sebességét, számos tényezőtől függ, de mindenképpen kilométer per másodpercben lesz mérhető. Ilyen sebességnél a légkörrel való súrlódás nagyon erős lesz, és a papírrepülő már a sűrűbb rétegekbe való belépéskor elég.
De mi történik, ha erősebb anyagokat használsz a papírrepülő elkészítéséhez, például műanyagot, vasat vagy kerámiát? Valójában minden tárgy, ami éghető, elkerülhetetlenül lángra kap a légkörön való áthaladás során, azok pedig, amelyek nem éghetőek, felforrósodnak és megolvadnak, az anyaguk részecskéi szétszóródnak. Ez azt jelenti, hogy a műanyag papírrepülő is elég, a vas pedig megolvad és apró részecskékké válik a légkörben.
Ezért az űrhajókat nem éghető és magas olvadáspontú anyagokkal borítják, leggyakrabban speciális kerámia összetételekkel. Ezeknek az anyagoknak alacsony az olvadáspontjuk és nagyon magas az olvadáshőjük.
Érdekes megjegyezni, hogy a japán űrügynökség, a JAXA tervezett egy kísérletet, amelynek keretében körülbelül 100, speciális, magas olvadáspontú kerámiából készült papírrepülőt indítottak volna az ISS-ről, hogy demonstrálják a siklóernyőzéssel történő pályáról való leereszkedés megvalósíthatóságát. A pénzügyi nehézségek miatt azonban ezt a projektet végül nem valósították meg.
Tehát ahhoz, hogy a papírrepülő sikeresen áthaladjon a légkörön és elérje a Földet, speciális kerámiából kell készülnie. Persze akkor már nem „papírrepülő” lesz. A nagy sebesség és a viszonylag nagy tömeg miatt azonban nem tud majd simán landolni, és valószínűleg összetörik a Föld felszínével való ütközéskor.
Kövesd új Facebook oldalunkat és értesülj további érdekes cikkekről:
