בלימה אטמוספירית
בלימה אטמוספירית (באנגלית: Aerobraking) או בלימה אווירית היא שיטה לשינוי מסלולו של רכב חלל, הנעזרת בכוח הגרר שמפעילה האטמוספירה על רכב החלל המקטין את מהירותו. המעבר באטמוספירה נעשה בפריאפסיד (הנקודה הנמוכה) של המסלול, והאטת המהירות גורמת לירידת האפואפסיד (הנקודה הגבוהה) של המסלול, כלומר ניתן לעגל את המסלול ואף להנמיכו. הבלימה האווירית משמשת חלליות הנדרשות לשנות את מסלוליהן תוך שימוש בכמות מינימלית של דלק רקטי. תהליך הבלימה האווירית נעשה בהדרגה ותוך ביצוע חישובים מדויקים כדי למנוע גרר רב מידי עם האטמוספירה, העשוי להביא לפגיעה בחללית בדומה לתהליך החדירה לאטמוספירה.
תיאור השיטה
כאשר גשושית בין-פלנטרית מגיעה ליעדה, עליה לשנות את מהירותה כדי "להילכד" בכוח המשיכה של גרם השמים ולהיכנס למסלול סביבו. כאשר יש צורך בכניסה למסלול נמוך סביב גרם שמיים בעל מסה משמעותית, שינוי המהירות עשוי להיות בסדרי גודל של מספר קילומטרים בשנייה. אם שינוי המהירות נעשה באמצעות דלק רקטי, נוסחת ציאולקובסקי מכתיבה כי על חלק ממסת החללית להיות דלק. דבר זה בתורו אומר שהחללית אינה יכולה לשאת רכיבים מדעיים רבים או משמעותיים (וכבדים), ו/או שיש צורך במשגר גדול ויקר לשיגור החללית. לכך באה שיטת הבלימה האטמוספירית, המאפשרת לבצע שינויים במסלול תוך שימוש בכמויות מזעריות של דלק. ניתן לשגר חללית למסלול אליפטי בעל אפואפסיד גבוה מאוד סביב גרם שמיים בעל אטמוספירה, ולעגל את המסלול תוך שימוש בגרר אטמוספירי. אם האטמוספירה צפופה מספיק, מעבר אחד בה עשוי להספיק. עם זאת, הבלימה האטמוספירית נעשית לרוב במספר מעברים באטמוספירה, ומכאן שבאזורים דלילים יותר שלה. דבר זה נעשה כדי למנוע חימום יתר כתוצאה מכוח הגרר, ומפני שאירועים שונים בתוך האטמוספירה, כגון מערבולות ושינויי טמפרטורה, מקשים על חיזוי שינוי המהירות שיושג במעבר יחיד. לעומת זאת, כשמבצעים את הבלימה במספר מעברים, יש מספיק זמן בסוף כל מעבר למדוד את שינוי המהירות ולבצע תיקונים נדרשים לקראת המעבר הבא. הכניסה למסלול הסופי בצורה זו עשויה לארוך זמן רב (מעל לשישה חודשים במאדים), ולדרוש מאות מעברים באטמוספירה. עם תום המעבר האחרון באטמוספירה יש לתת לחללית מעט אנרגיה קינטית, כלומר להפעיל את מנועיה, כדי להעלות את פריאפסיד המסלול אל מעל לאטמוספירה, שאם לא, סופה של החללית לחדור לאטמוספירה.
האנרגיה הקינטית ממהירות החללית מומרת במהלך הבלימה האטמוספירית לאנרגיית חום, ולכן על החללית להיות מסוגלת להתמודד עם חום זה. החללית צריכה להיות גם בעלת שטח פנים וחוזק מבני שיוכלו לשרוד את השפעות הגרר. החום והלחץ בעת בלימה אטמוספירית מבוקרת אינם גדולים כמו בחדירה ישירה דרך האטמוספירה: לשם המחשה, את הכוח אותו חוותה המארס גלובל סרוויור בעת ביצוע הבלימה האטמוספירית, שהיה כ-0.2 ניוטון למ"ר,[1] ניתן להשוות לכוח שמפעילה רוח במהירות 60 קמ"ש על יד של בן אדם בגובה פני הים.[2]
ראו גם
קישורים חיצוניים
- איך פועלת הבלימה האטמוספירית? (באנגלית)
הערות שוליים
