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Raumfahrt

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Wiedereintritt

Kurzbeschreibung

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Wiedereintritt beschreibt den Eintritt eines Raumfahrzeugs in die Atmosphäre eines Planeten.

Beschreibung

Streng genommen wird nur der Eintritt in die Erdatmosphäre Wiedereintritt und der Eintritt in die Atmosphäre eines anderen Planeten Atmosphäreneintritt genannt.

 

Missionsverlauf

Allgemeinhin erstreckt sich der Wiedereintritt je nach Größe und Art des Raumfahrzeugs über eine Strecke von mehreren 1000 km (grob 10000 +- 3000 km) in Flugrichtung, bis zu 1000 km quer zur Flugrichtung und über eine Höhe von 100-120 km.

Der Eintritt beginnt mit dem sogenannten Deorbiting-Manöver. Das bedeutet es wird entgegen der Flugrichtung Schub gegeben, um das Raumfahrzeug abzubremsen, und es damit in eine "absturz"-Flugbahn (kein Fachbegriff) zu bringen. Dies geschieht auf einer Höhe von 100-120 km. Auf dieser Höhe befindet sich per Definition auch die Grenze der Atmosphäre.

Dieser Erste Abschnitt kann sich über 30-45 min. erstrecken.

In den darauf folgenden 5 Minuten bis auf eine Höhe von ca. 75 km erfährt das Raumfahrzeug nur eine minimale Abbremsung.

Hierauf folgen bis zu 15 min und eine Höhe von 55-50 km die größten Belastungen und Abbremsungen des Raumfahrzeugs. Ein Raumfahrzeug ohne Hitzeschutzschild wird in diesem Bereich (meist) vollständig zerstört.

Wenn das Raumfahrzeug nicht zerstört wurde (zum Beispiel in der bemannten Raumfahrt) erfolgt darauf die Abbremsung meist von Mach 3-4 auf Unterschall-Geschwindigkeit und die Landung des Raumfahrzeugs über eine Zeit von 10-20min.

 

Plasmaentstehung

Das Raumfahrzeug hat vor dem Wiedereintrittsprozess eine sehr hohe Geschwindigkeit (Bei einem Eintritt aus einem Erdorbit > 7,9 km/s) und damit eine sehr hohe kinetische Energie E = 1/2 m * v² (Hinweis: Die Geschwindigkeit "v" geht quadratisch in diese Gleichung ein.)

Die Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs fällt während des Eintritts sehr stark ab. Die Differenz aus den Energieen vor und nach dem Wiedereintritt entspricht dem Maß der Freigesetzten Energie.

Auf Grund dieser freigesetzten Energie entsteht um das Raumfahrzeug herum ein Plasma, bestehend im Wesentlichen aus den Gasen der umgebenden Atmosphäre.

Die entstehende Hitze führt, wenn das Raumfahrzeug nicht durch einen Hitzeschutzschild geschützt ist , zur Zerstörung des Raumfahrzeugs.

Bilder

Darstellung des Wiedereintritts eines Raumfahrzeugs mit Hitzeschutzschild

Illustration des Wiedereintritts eines Raumfahrzeugs ohne Hitzeschutzschild

DLR

ESA

Video