Должен ли экипаж космического корабля беспокоиться об одноатомном кислороде?

Комментарии под этим ответом говорят нам, что космический шаттл всегда оставался в атмосфере Земли. Когда он посещал космический телескоп Хаббл, МКС или Мир, он все еще находился в термосфере и одновременно в ионосфере .

Выше турбопаузы кислородная составляющая атмосферы Земли меняется с двухатомной (O2) на одноатомную (O), а азот остается преимущественно двухатомным. Наиболее заметным эффектом этого является «колено» на высоте около 100 км, где высота шкалы удваивается, т. е. экспоненциальная скорость уменьшения плотности с высотой падает примерно наполовину, т. е. высота шкалы значительно увеличивается, потому что O легче, чем O2. .

Хотите верьте, хотите нет, но одноатомный кислород является основным компонентом атмосферы на высоте от 175 до 450 км! .

Одноатомный кислород - это тормоз.

Конечно, экипаж любого космического корабля на НОО должен будет понимать влияние атмосферного сопротивления, поскольку оно оказывает постоянное и значительное влияние на высоту и фазу орбиты, а положение космического корабля и наклон солнечных панелей могут оказывать на это значительное влияние.

Вопрос: Но чему (если чему-нибудь) научили членов экипажа об одноатомном кислороде и его взаимодействии с космическим шаттлом, кроме увеличения сопротивления? Приходилось ли им беспокоиться об эрозии космического корабля из-за химической активности? В длительных миссиях он «съедает» детали космического корабля, особенно пластик, органику, вещи, которые могут окисляться и будут от этого страдать. Были ли какие-либо материалы снаружи шаттла, космических скафандров или любого другого используемого оборудования или предметов, уязвимых для одноатомного кислорода, о которых экипаж должен был знать?

относительная плотность в зависимости от высоты, показывающая «колено» около 100 км

См. Почему плотность атмосферы Земли имеет большое «колено» около 100 км? Существует ли хорошее аналитическое приближение? и Стандартная атмосфера США 1976 г.

примечание: три тонкие линии представляют собой простые графики масштаба-высоты с час с с а л е 6,5, 7 и 7,5 км, снизу вверх, просто для справки.

Объемная доля основных составляющих атмосферы Земли на основе модели атмосферы MSIS-E-90

Объемная доля основных составляющих атмосферы Земли в зависимости от высоты на основе модели атмосферы MSIS-E-90.

Источник

Не могу припомнить, чтобы об этом когда-либо говорили в каких-либо целях, кроме информационных...
@BowlOfRed Я знаю, что вы имеете в виду, и да, это намеренно узко по нескольким причинам; 1) сохранить паритет с вопросом об ионосфере, чтобы установить относительную важность этих двух вопросов; 2) обратиться к истории и развивающемуся характеру знаний о космических полетах; природа 4) это большая работа, чтобы просмотреть весь большой массив существующих сообщений, в которых эффекты монотомного кислорода рассматриваются различными способами, чтобы избежать дублирования. Это должно быть сделано, но я не могу на этой неделе.
@Digger Спасибо за отзыв! Я понимаю, что вы не пилотировали сам Хаббл (юмор), но всегда есть шанс, что вы могли столкнуться с чем-то, связанным с тем, как относительная ориентация трех звездных камер космического телескопа Хаббла, шести гироскопов скорости и четырех реактивных колес оптимизирована для точно? (нужен лучший ответ)...
Извините, я не могу дать окончательных ответов... Я просто помог нам добраться туда и обратно...

Ответы (1)

Очевидно, что @Digger может дать ответ из первых рук, но в целом нет.

Атомарный кислород (обычно называемый просто АО) — это проблема конструктора, которая проявляется, прежде всего, в ограничении материалов, используемых для внешней отделки автомобиля. На МКС это гораздо важнее, чем на «Шаттле». В целом скорость эрозии для большинства полимеров космических аппаратов измеряется порядка десятков микрон в год на высоте орбиты МКС. Интересно, что скорость эрозии серебра на один-два порядка выше, чем, например, у каптона. Вот почему вы никогда не увидите серебро или посеребренные материалы, непосредственно подвергающиеся воздействию космической среды на НОО.

Иными словами, если АО станет заботой экипажа, это будет означать серьезную, фундаментальную инженерную ошибку в конструкции космического корабля, в котором они находятся.

«... в первую очередь в ограничении материалов ...» оставляет дверь открытой для возможности других эффектов, характерных для АО, вторичных по отношению к его химической реактивности. Это потому, что есть другие известные вам эффекты, о которых вы еще не упомянули, или потому, что вы просто не можете исключить что-либо еще?
@uhoh Не столько потому, что могут быть случаи, когда материалы, несовместимые с AO, необходимо использовать на открытом воздухе. Для многих материалов они могут быть уязвимы для тарана АО (т. е. АО, которое вы взрываете в лоб, поэтому вы получаете кинетическую энергию удара в дополнение к его базовой реактивности), но не уязвимы для термализованного АО. . В этих случаях, пока они не подвергаются прямому воздействию направления тарана, они могут быть в порядке.
Должен ли экипаж космического корабля беспокоиться об одноатомном кислороде?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v