Zespół zajmujący się badaniem przyczyn katastrofy Columbii (CAIB, Columbia Accident Investigation Board) opublikował najostrzejsze jak dotąd ujęcie przedstawiające moment, w którym fragment pianki izolującej uderzył w lewe skrzydło promu Columbii.

Klatka filmowa przedstawiająca moment uderzenia fragmentu pianki izolującej zbiornik główny w lewe skrzydło promu Columbia.

Badania tego ujęcia wraz z przeprowadzonym modelowaniem matematycznym wskazują, że prędkość z jaką pianka uderzyła w skrzydło wynosiła 846 kilometrów na godzinę. Odpowiada to przyłożeniu siły równoważnej ciężarowi jednej tony na obszarze o rozmiarach 15 na 30 centymetrów.

Uważa się, że wtedy właśnie nastąpiło uszkodzenie warstw węglowych pokrywających przednią część skrzydła. W czasie podchodzenia do lądowania tamtędy wtargnęło gorące powietrze i spowodowało katastrofę.

CAIB i NASA na początku przyszłego miesiąca przeprowadzą w Southwest Research Institute w San Antonio w Teksasie testy, które pozwolą sprawdzić czy uderzenie pianki może być kluczem do zrozumienia przyczyn wypadku z 1 lutego. Te próby, które dotąd przeprowadzono spowodowały jedynie niewielkie uszkodzenia. Jednak w czasie ich wykonywania pianka była wystrzeliwana z mniejszą prędkością. Pozwoliły one mimo to na doświadczalne sprawdzenie teoretycznych dotychczas rozważań.

Działo z którego za pomocą sprężonego azotu wystrzeliwane są fragmenty pianki izolującej zbiornik główny promu kosmicznego. Wykorzystuje się je w badaniach przyczyn katastrofy Columbii.

Badania polegają na wystrzeliwaniu fragmentów pianki za pomocą napędzanego azotem działa o długości 10 metrów. Sześć kamer będzie wykonywać 7 tysięcy ujęć na sekundę. Pozwoli to na dokładne zbadanie momentu uderzenia i przestudiowanie go z różnych punktów widzenia.

Bardzo ważne jest dobranie odpowiednich parametrów uderzenia. Dwukrotne zwiększenie prędkości oznacza czterokrotny wzrost energii kinetycznej i może zaowocować znacznie większymi “ranami” skrzydła. Istotny jest również kąt pod jakim uderza pianka, sposób jej obrotu przed uderzeniem (może on dostarczyć dodatkowej energii) i powierzchnia w jaką uderzyła (mniejsza powierzchnia kontaktu oznacza większą siłę).

Autor

Michał Matraszek

Komentarze

  1. Krzysztof Lewandowski, Mars Society Polska    

    pianka w niskich temperaturach jest jak beton — Columbia byla na wsokosci ok 40 km, tam jest ok -50stC,
    wiec raczej nie bylo dobrze

    1. Michał M.    

      Nie za szybko? — Na wysokości 10 km jest już tylko -40 (to wiem z lotu samolotem), więc na 40 km może być rzeczywiście jeszcze zimniej.

      Ale należy pamiętac, że jeszcze 82 sekundy wcześniej Columbia i jej pianka… smażyły się w słońcu Florydy. No może przesadziłem z tym styczniowym upałem na Florydzie, ale chodzi mi o to, że pianka mogła nie zdążyc ochłodzić się i stać się twarda jak kamień. Na Cape Canaveral na pewno nie było -50 stopni.

      1. Anonymous    

        tak, ale Columbia w chwili startu miala 1 predkosc kosmiczna — a to nie jest predkosc samochodu

        1. Michał M.    

          Ja tam wierzę NASA — 1-wszą prędkość kosmiczną Columbia miała dopiero po wejściu na orbitę. Jeśli od chwili startu poruszała się z przyspieszeniem a=2g=const (powiedzmy, że z takim), to w 82 sekundzie miała prędkość około 1600m/s czyli 5 Machów. W międzyczasie oddaliła się o około 65 kilometrów od wyrzutni.

          Moim zdaniem w NASA pracują ludzie, którzy potrafią oszacować z jaką prędkością uderzyła pianka i jaką miała wtedy twardość. Sądze, że próby z działem wystrzeliwującym piankę wszystko to uwzględniają. Nie możemy zarzucać inżynierom, że czegoś nie wzięli pod uwagę. Pracują nad tym 8 godzin na dobę, robią “burze mózgów”. Sądze, że i prędkość i temperatura wzięte zostały pod uwagę.

          I jeszcze jedno – skutki uderzenia nie zależą od prędkości promu (i pianki) względem Ziemi, tylko od ich względnej prędkości:
          Pianka się odrywa. Od tego momentu w układzie odniesienia związanym z wahadłowcem porusza się ruchem przyspieszonym w kierunku skrzydła. Ruch jest przyspieszony z dwóch powodów:
          – Opór powietrza działa na piankę;
          – Prom wciąż przyspiesza względem Ziemi co czyni omawiany układ odniesienia nieinercjalnym; z punktu widzenia pianki jest to siła bezwładności, taka sama jaka działa na pasażerów rozpędzającego się tramwaju.

          Ostatecznie pianka uderza w skrzydło z prędkością kilkuset kilometrów na godzinę, ale mniejszą niż 1 Mach. Prędkość względem Ziemi nie ma nic do rzeczy. To tak jak przy cumowaniu w Kosmosie: Statki spotykają się z prędkością rzędu centymetrów na sekundę, mimo że względem Ziemi poruszają się 8 kilometrów na sekundę.

        2. Chino    

          To jets calkiem ciekawe — Teoretycznie mozesz miec racje ale dochodzi do tego temperatura jaka osiaga skrzydlo wahadlowca oraz pianka przy wspomnianych przyspieszeniach, ona tez moze miec (i zapewne ma) znaczacy wplyw na wytrzymalosc omawianch materialow. Jest mnostwo czynnikow ktore wchodza w gre co czyni obiczenia dosc zawilymi a ruch ciala w przestrzeni 3d nie jest taki oczywisty i nie zawsze da sie go opisac prostym rownaniem. Czasami cialo zachowuje sie chaotycznie co powoduje iz rownania staja sie nierozwiazywalne, tak wiec niekoniecznie naukowcy byli wstanie to wszystko policzyc.

        3. Chino    

          buhahahahahaha — W chwili startu miala predkosc zerowa, 1 predkosc kosmiczna osiagnela wtedy iedy miala oposcic atmosfere ziemska

  2. $pryt    

    Kosmiczny śmieć — Pianka spowodowała takie uszkodzenie? Nie wierzę! Tyle razy odpadała i nic się nie działo. Lepiej pomyślcie o o meteorze lub kosmicznym śmieciu. Przecież obiekty poruszające sie po orbicie mają prędkość ośmiu kilometrów na sekunde! Z resztą w czasie misji radar zauważył obiekt oddalający się od statku, który 48 godzin póżniej spłonął w atmosferze.

Komentarze są zablokowane.