Предположительно, насколько точно это, когда вы смотрите фильмы, показывающие, как что-то входит в атмосферу Земли, путешествуя со скоростью от 1 мили до 10 миль в час или едва ли вообще, но снимая кожу с атмосферы, они показывают, как оно нагревается и горит, просто входя в атмосферу без скорости или едва входя?
Второй вопрос: что-то приближается, скажем, машина с ракетами, чтобы гарантировать, что скорость не превысит той, которая вообще вызвала бы какой-либо нагрев. Какая это будет скорость?
В фильмах, на которые вы ссылаетесь, я сомневаюсь, что создатель фильма когда-либо намеревался предположить, что корабль двигался ползком, когда он начал входить в атмосферу. Если судно не кажется движущимся очень быстро, возможно, идея состоит в том, что точка отсчета («камера») движется почти с той же скоростью, что и корабль, или, возможно, что корабль настолько огромен, что точка отсчета далеко. Все относительно.
По сути, не существует реалистичного сценария, при котором какой-либо объект входил бы в атмосферу с такой малой скоростью. Представьте, например, что у вас есть объект, вроде Феликса Баумгартнера или чего-то подобного, который стоит примерно неподвижно в пространстве над атмосферой Земли. Гравитация немедленно начнет притягивать этот объект, и, поскольку еще нет атмосферы, замедляющей объект, он просто продолжает ускоряться по мере падения. Даже когда он достигает края атмосферы, он не сильно замедляется, потому что атмосферы еще не так много . Феликс двигался со скоростью более 800 миль в час, прежде чем начал замедляться.
Международная космическая станция — еще один объект, который, можно сказать, «неподвижен». Он никуда не денется, потому что находится на стабильной орбите (вроде). Но для того, чтобы оставаться там, он фактически движется со скоростью более 17 000 миль в час относительно атмосферы. Если что-то «неподвижно» по отношению к Солнцу, просто находится на земной орбите, когда Земля приближается к нему, земная атмосфера ударит его со скоростью 67 000 миль в час. Вот с какой скоростью Земля вращается вокруг Солнца. Так что на самом деле нет ничего, что могло бы постепенно дрейфовать в атмосферу на скорости от 1 до 10 миль в час.
Если корабль будет использовать ракеты, чтобы остановиться перед входом, как вы предполагаете, снова вспомните Феликса; он может стать неподвижным по отношению к Земле, но тогда начинает действовать гравитация, поэтому, если корабль хочет оставаться на очень медленной скорости на протяжении всего спуска, он должен продолжать запускать эти ракеты на всем пути вниз. И уж точно при таких темпах ничего не сгорит, кроме большого количества ракетного топлива. Горение вызывает не что-то особенное и горячее в атмосфере, а тот факт, что объект врезается в воздух (каким бы разреженным он ни был на такой высоте) со скоростью тысячи миль в час. Теоретически даже метеоры могут влетать с такой скоростью, что атомы буквально вынуждены сталкиваться с ядрами друг друга, а часть генерируемого огня на самом деле вызовет короткую ядерную реакцию.
Ответ на редактирование вопроса:
(Спасибо, HDE. Первоначальный вопрос был очень неясен.)
Скорость, при которой трение полностью прекращается, равна 0. Любое движение вообще, даже в диапазоне от 1 до 10 миль в час, производит небольшое количество тепла от трения, даже если среда, в которой вы движетесь, представляет собой очень разреженный воздух (хотя, конечно, ничто будет характеризоваться как «горящий»). Кажется, вы ищете скорость, при которой это трение будет достаточно низким, чтобы не вызывать проблем, но волшебного ответа нет. Это зависит от ситуации. Насколько тонкое это ремесло? Какой износ допустим? По сути, этот вопрос становится чем-то очень похожим на вопрос «Как быстро я могу ехать, если что-то торчит из окна?» Вы пытаетесь поддерживать скорость входа достаточно низкой, чтобы ветер не был для вас проблемой, поскольку плотность этого ветра постепенно увеличивается от практически нулевой до плотности приземного воздуха. Если ваше ремесло имеет тяжелый, прочный тепловой экран, правильно ориентированный, то запредельные скорости еще не реальная проблема. Но если вы пытаетесь создать песчаную мандалу на крыше вашего корабля, когда вы спускаетесь, вам нужно очень тщательно контролировать уровень ветра.
Митч Госхорн