回家 ： 再进入和从太空中恢复

Roger D. Launius 和 Dennis R. Jenkins Roger D. Launius 和 Dennis R. Jenkins 国会图书馆在出版物中编目数据罗杰 · D · 劳尼乌斯回家 ： 从太空返回和恢复 / 罗杰 · D · 劳尼乌斯和丹尼斯 · R · 詹金斯。p. cm 。 - （ NASA / SP ； 2011 - 593 ）包括索引。1. 航天器 — — 大气进入。 2. 航天器 — — 设计和建造。 3. 航空航天工程。 4. 外层空间 — — 探索。 I. 詹金斯 ， 丹尼斯 · R · II 。标题。TL106. L38 2012 629.4 '15 -- dc232012022456I S B N 978 - 0 - 16 - 091064 - 79 0 0 0 0 9 7 8 0 1 6 0 9 1 0 6 4 7 FoaebyInerkoobse..免费 ()-； 直流面积 ()Fa: x()-邮件 ： St IDCC ， Wa i t ， DC20402 -I S B N 9 7 8 - 0 - 1 6 - 0 9 1 0 6 4 - 7 3AcknowledgmentsvIntroductionviiChapter 1:创造弹道再入.................................................................................................1太空飞机2银鸟7导弹9再入13Theory16系统26弹头28Program31Chapter 2:人类太空飞行及其问题再入............................................................................35X - Planes37X - Planes39再入44最快48Mercury50双子座62阿波罗69Chapter 3:着陆下遮篷.....................................................................................................81Mercury83双子座90滑翔伞94阿波罗117Chapter 4:太空飞机幻想..................................................................................................125选择127机构131Research137机构142M2 - F2144M2 - F3147HL - 10148 4空军努力 152X - 24A 153X - 24B 155轨道升降机构 159 BoMi 和黄铜钟 160 火箭轰炸机 164死胎三轮 X 平面 169X - 20 Dyna - Soar 1711970 年高超音速飞行器报告 ： 为未来搭建舞台 182第 5 章:太空飞机现实...........................................................................................................185B 阶段Studies189可重复使用的表面绝缘195C / D 阶段事态发展198轨道器合同Award200热保护系统207增强碳 - 碳208可重复使用的表面绝缘瓷砖210航天飞机条目217Chapter 6:回到 “消融 ”未来............................................................................................221X - 30 国家航空空间的兴起 （ 和衰落 ）平面221X - 33 / Venturestar ™Program225X - 34 和持续的挑战再入234X - 38 恢复Parafoil236将深空探测器带回地球 ： 起源和星尘244猎户座胶囊作为下一代飞行员车辆253新总统改变了范式264NASA 的商业船员和货物Program270空军和X - 37B272Summary275第 7 章:Summary............................................................................................................279关于Authors287索引289 5与任何已出版的作品一样，本书的作者不可避免地会对顾客，同事和旅行者产生债务。在撰写《回家 ： 重返太空和从太空中恢复》时，我们当然依靠许多人的帮助。最重要的是，该项目是通过 NASA 航空任务局的资助而实现的，托尼 · 斯普林格在赞助大量重要历史研究方面发挥了重要作用。我们感谢许多同行评审员，他们为改进手稿提供了重要建议。我们希望他们对最终产品感到满意。作者想感谢几位帮助编写本书的人。只有在这些关键人物的帮助下，我们才能以某种秩序的方式组装本卷的材料。对于他们对这个项目的许多贡献，我们特别感谢简 · 奥多姆和她在 NASA 历史计划办公室的档案工作人员帮助追踪信息和纠正不一致。我们还要感谢 NASA 的 Steve Dic，Bill Barry，Steve Garber 和 Nadie Adreasse ； NASA 总部图书馆和科学技术信息计划的工作人员为查找材料提供了帮助 ； Marily Grasowia 及其在国家航空航天博物馆 （ NASM ） 档案馆的工作人员 ； 以及整个 NASA 和其他组织的许多档案工作者和学者，他们的工作被用来完成本手稿。国家档案和记录管理局的档案工作者也有助于使这项研究成为可能。NASM 出版物负责人 Patricia Graboske 为该项目提供了重要指导。感谢 NASM 地球与行星研究中心的 Tom Watters ， Bruce Campbell ， John Grant 和 Jim Zimbelman 提供有关科学任务的信息。我们也感谢 Karen McNamara 提供有关创世纪和星尘任务的信息。除了这些人之外，我们还要感谢以下以各种方式提供帮助的人 ： Debbora Battaglia，David Bradt，William E.布伦斯，埃里克 · 康威，鲍勃 · 克拉多克，汤姆 · D 。克劳奇将军.约翰 · R大卫 · H · 戴利DeVori, Robert Farqhar, Jes Feeley, James Rodger Flemig, James Garvi, Lori B.加弗，G.迈克尔 · 格林，巴顿 C.Hacer, James R.汉森，韦斯 · 亨特里斯，彼得 · 贾卡布，紫罗兰 · 琼斯 · 布鲁斯，西尔维亚 · K 。Kraemer, Joh Krige, Ala M.Ladwig, W.亨利 · 兰布赖特，詹妮弗 · 列瓦瑟，约翰 · M 。Logsdo, W.帕特里克 · 麦克雷，霍华德 · E 。乔纳森 · C · 麦柯迪麦克道尔. 回家6泰德 · 麦克斯韦 ， 瓦莱丽 · 尼尔 ， 艾伦 · A · 尼德尔 ， 迈克尔 · J · 纽菲尔德 ， 弗雷德里克I.Ordway III ， Scott Pace ， Robert Poole ， Alan Stern ， Harley Thronson 和 Margaret Weitekamp 。所有这些人都不同意本书的某些观点 ， 但这是学术探究的恩惠和祸根。 72003 年 2 月 1 日星期六上午，与 21 世纪初美国大多数其他周末一样。人们开始早晨的例行公事，也许打开收音机或电视来捕捉最新消息。那些这样做的人了解到一个悲惨的故事，该故事在那一天以及随后的日子里引起了国家的关注。在东部标准时间 （ EST ） 8: 51: 14，在大多数人认为哥伦比亚号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心的例行着陆期间，车辆开始解体。到美国东部时间 8: 58: 19，机翼发生了大规模变形，德克萨斯州休斯顿约翰逊航天中心的任务控制中心第二次任务控制部分丢失了所有遥测。此后，根据视频图像，主车辆在美国东部时间 9: 00: 18 解体。在此过程中，七名宇航员丧生 ； 航天飞机的碎片散落在美国南部，从太平洋沿岸到海湾国家 ； 美国国家航空航天局 （ NASA ） 将航天飞机停飞，等待调查 ； 当国家感到悲伤时 ，许多技术社区致力于确定发生了什么，最重要的是，为什么会发生。在退休海军上将哈罗德 · W · 的领导下，随后的哥伦比亚事故调查委员会 （ CAIB ）小 Gehma.， 确定事故的技术原因是在发射过程中发生的，当时外部储罐的泡沫绝缘材料撞击了左翼的前缘并损坏了热保护系统。同样重要的是，CAIB 探索了非技术管理，组织和文化问题，这些问题使导致机翼后膛的技术问题在 Shttle 计划的整个过程中都不受控制。从根本上说，这些更大的问题比导致哥伦比亚事故的技术因素更为重要。自太空飞行开始以来，哥伦比亚号的悲剧性损失引起了 NASA 必须处理的最困难的问题之一 ： 其太空系统如何在返回地球时穿越大气层时运行。重返太空和从太空恢复的技术可能会随着时间的推移而改变，但在将航天器及其机组人员和货物成功带回家的严格努力中，挑战仍然是最重要和最令人烦恼的挑战之一。进入太空后返回地球是一项基本挑战，美国宇航局航空研究任务局在空气动力学，热保护，制导和控制，稳定性，推进力等方面的贡献。 回家8和着陆系统已被证明对人类太空飞行和其他太空计划的成功至关重要。没有基础和应用研究的基础 ， 就不会存在飞入太空的能力。因此，这项研究代表了一种强调无数技术发展的手段，这些技术发展使安全再入和从太空返回以及在地球上着陆成为可能。这个故事至少可以追溯到 1920 年代德国的 Walter Hohma 和 Ege S ä ger 的工作，并涉及国家航空咨询委员会 （ NACA ） / NASA Lagley 和 Lewis （ 现为 Joh H.刘易斯菲尔德的格伦研究中心) 和艾姆斯研究中心。例如，研究人员如 H.朱利安 · 艾伦和阿尔弗雷德 · J小埃格斯.， 在 20 世纪 50 年代的 Ames Pio - eed 钝体再入技术和烧蚀热保护系统中，而 Fracis M.兰利的 Rogallo 开发了创造性的滑翔伞概念，为许多再入飞行器的恢复系统的开发提供了信息。以下各章按时间顺序介绍了 NASA 在太空任务后重新进入大气层的挑战的方式，以及与安全处理这种遭遇的摩擦相关的技术以及安全降落在地球上的方法。第一章探讨了概念上的努力，以了解往返太空的飞行性质以及在 1957 年太空时代开始之前发生的再入和着陆技术的主要发展。尽管 1957 年之前关于卫星的大多数提议都避免了重新进入的难题 ， 但在解决太空飞行的实际问题方面所做的工作越来越明显 ， 返回地球是飞行中的重要一步。从理论工作开始 ， 随后进行了实验 ， 以帮助理解 1950 年代弹道导弹开发过程中重新进入的加热。当时，三种再入方法主导了思想。第一个是散热器概念，它试图从太空快速移动到高层大气。散热器，通常是大量的铜或铍，当物体在大气中坠落时，会简单地吸收热量。然而，随着射程和速度的增长，过热被证明是一个严重的问题，工程师们很快意识到，散热器对于轨道再入来说是不可接受的。第二种方法，由 Werher vo Bra 和他的火箭团队在 AL 亨茨维尔倡导 - 并由第二次世界大战后的德国军官 Walter R.贝尔飞机公司的 Dorberger 呼吁通过航天器的皮肤循环一种液体，以吸收再入的热量。冯 · 布劳恩的宏伟愿景预见到宇航员从轮式空间站返回巨大的太空飞机，但当挑战