Сильнее не значит лучше, если вы не можете достичь действительно нелепых сильных сторон.
Если корабль неконтролируемым образом возвращается , он кувыркается и распадается на части.
Что может варьироваться, так это то, что затем происходит с этими фрагментами.

Все, что построено как наковальня, просто немного расплавится на поверхности, оставит длинный след в воздухе и достигнет земли с довольно громким стуком. Очень похоже на металлический метеорит, если он входит под очень малым углом.

Все, что построено как воздушный шар (например, танк из Skylab), будет довольно быстро замедляться в верхних слоях атмосферы, теряя лишь часть своего внешнего слоя, и плавно падать на землю. Спутниковые топливные баки печально известны этим, поскольку они сочетают в себе необходимую высокую прочность и очень низкую плотность, необходимые для этого.

Отметим, что в эту категорию попадают и пилотируемые капсулы типа «Аполлон», «Союз», «Дракон». Это очень малоплотные, достаточно аэродинамические формы, которые теряют свою наихудшую скорость очень высоко, где они могут делать это безопасно, не испытывая слишком сильного нагрева или замедления за один раз. Их также немного направляют, чтобы убедиться, что они остаются в правильном режиме во время входа в атмосферу.

Все, что между ними, пройдет через ад. Большие панели, независимо от материала, очень быстро превратятся в маленькие (субметровые) куски панели. Затем они подвергаются плавке в доменной печи. Биты могут выжить, но не так узнаваемы.

Я ожидаю, что ваш корабль, построенный так же, как военно-морской фрегат (тяжелая конструкция, прочный, но не массивно бронированный) и возвращающийся в атмосферу с абсолютно минимальной скоростью и углом, возможным из-за естественного орбитального затухания, я ожидаю увидеть длинное, широкое поле обломков измельченного материала, возможно, до 600 км в длину и 20 км или около того в ширину. За ними следуют тяжелые биты, образующие эллипс, возможно, 10 км в ширину и 30 км в длину в конце пути. Это тяжелое ударное поле испытает многие сотни ударов, каждый из которых способен глубоко вонзиться в землю, но не оставить настоящих кратеров от ударов. Скорость при ударе высокая дозвуковая, может быть, 800 км/ч или около того, а масса каждого куска несколько сотен кг? Возможно несколько более тяжелых, но не более быстрых ударов от больших структурных балок, двигателей или любых других плотных объектов.

Один из вариантов: ваше судно предназначено для повторного входа. Если конструкция достаточно хороша, это может включать пассивную устойчивость, достаточную для ее стабилизации! В этом случае сценарий обломков полностью исключен. Ваш корабль вернется, «скользит» вниз по мелкой гиперзвуковой траектории и врежется в землю, все еще на высокой сверхзвуковой скорости. В таком случае лучше не жить в том городе, куда он приземлится, иначе ни город, ни корабль потом не узнать.

Волноваться надо не о падении, а об остановке в конце

Ваш корабль предназначен для полета в атмосфере, что говорит о том, что это какой-то аэродинамический космический самолет. Если его тщательно спроектировать, теоретически его можно построить, чтобы выдержать неуправляемое путешествие через атмосферу. Аэродинамика корабля может быть спроектирована таким образом, чтобы постепенно увеличивающаяся атмосферная сила направляла его в определенное положение, максимально повышающее живучесть. Кроме того, если у вас есть технология для постройки такого массивного корабля, у вас, вероятно, есть технология для создания массивного теплозащитного экрана. Даже если вы воспользуетесь технологией, доступной в 1980-х годах для космического корабля "Шаттл" (и просто махнув рукой), вы можете придумать сценарий, в котором возможен повторный вход в целости и сохранности.

Проблема будет в посадке. Рискуя констатировать очевидное, один миллион тонн — это тяжело. Даже если транспортное средство замедлится за счет продуманной конструкции и выживет при входе в атмосферу, на землю упадет огромное количество массы. Предлагаю поиграть с этим калькулятором , чтобы оценить силу удара. Подстановка некоторых фиктивных чисел предполагает, что ваш стальной корабль плюхается и зарывается в большую дыру. Я не думаю, что вам осталось многое исследовать.

Если вам нужны обломки, которые можно исследовать, вы можете на самом деле захотеть, чтобы корабль развалился при входе в атмосферу. Возможно, конструкторы построили определенные отсеки с расчетом на чрезвычайные ситуации. Например, мостик мог быть окружен броней, подобно тому, как кабина А-10 окружена « титановой ванной » для защиты пилота. Таким образом, командиры переживут падение метеорита или вражескую атаку, которая разорвет корпус и разгерметизирует части корабля. Когда корабль пройдет через атмосферу, он разобьется на множество частей, а бронированный мостик уцелеет. Возможно, строители предусмотрели такой сценарий и добавили парашюты, которые автоматически раскрываются в случае входа в атмосферу. Это даст вам большой отсек для исследования после того, как корабль рухнет на землю.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Изменено «кратер» на «дыра» и скорректирована другая формулировка в соответствии с комментариями Кита Моррисона.

ЕСЛИ корабль аэродинамически стабилен как во время гиперзвуковой, так и сверхзвуковой частей входа в атмосферу, а также после того, как атмосферное сопротивление замедлит его до дозвуковых скоростей (вспомните «Аполлон» или «Экипаж дракона»), то он будет в основном неповрежденным, когда упадет на землю — возможно, полностью. неповрежденными, если только он не зависит от убирания хрупких частей, таких как антенны и солнечные панели, для их защиты во время полета в атмосфере.

Обратите внимание, что, согласно вопросу, плотность этого корабля составляет всего около 1/3 плотности воды; это больше похоже на океанское грузовое судно (пустое), чем на пулю или метеорит.

К сожалению, когда корабль, построенный так, как вы описываете, упадет на землю, это будет некрасиво. Ни один пилот не сбавит скорость в последний момент, никто не выпустит шасси или ноги — в результате будет воронка.

Конечно, не тот кратер, который вы получите от падения метеорита — вы говорите о нескольких сотнях метров в секунду (даже корабль, построенный так, как вы описываете, в основном состоит из пустого пространства), а не о нескольких километрах в секунду. . То, что вы получите в отношении наземных эффектов, очень похоже на то, что вы увидите, когда обезвреженная бомба сбрасывается с самолета — только умноженное на тысячи и, вполне вероятно, измененное из-за исчерпания глубины почвы, поэтому задействована коренная порода. Представьте себе маленькую полосовую мину — и внутри воронки, а также разбросанные вниз по полю обломков радиусом не менее нескольких сотен метров будут части и содержимое корабля.

В конце концов, это будет выглядеть так, как если бы океанский грузовой корабль или лайнер разбился на скорости авиалайнера. Будет много узнаваемых (хотя, вероятно, и не пригодных для повторного использования) частей корабля, много скрученного лома, а несколько мелких или очень прочных предметов (например, сейф для портье или набор для бритья пассажира) будут почти нетронутыми. самая верхняя надстройка (то есть та часть, которая движется последней при ударе) будет наиболее неповрежденной, поскольку нижняя конструкция поглотит энергию удара, как зоны деформации в современном автомобиле.

Конечно, это зависит от формы корабля. Если он имеет форму Ностромо , применимы другие ответы («он упадет и разобьется на большой высоте»). Однако если он имеет форму, позволяющую возвращаться в атмосферу с минимальной тягой и больше похож на «капсулу», чем на космический самолет, то, скорее всего, это и произойдет.

Он может приземлиться почти неповрежденным, определенно узнаваемым как корабль.

Вы видели, как медленно скользит космический корабль Spacex? Если бы он не был заправлен топливом и не был готов взорваться при разрыве топливных баков, я думаю, он разбился бы практически целым, хотя и в сложенном виде. Посмотрите, насколько узнаваемы некоторые обломки (хотя это после включения двигателей и снижения скорости свободного падения как минимум вдвое):

При сухой массе 120 тонн и топливе около 30 тонн плотность падающего почти пустого корабля Spacex Starship составляет 160 кг/м^3. Скорость свободно падающих объектов на самом деле определяется площадью их поверхности, но если ваш корабль не построен как копье, то плотность, по крайней мере, даст хорошую приблизительную цифру. Подставив цифры для вашего корабля, получается 300 кг/м^3. Вы говорите, что не возражаете изменить это в 10 раз, поэтому уменьшите вдвое свою массу или удвойте объем, или сделайте из него огромный плоский и устойчивый блин. Классическая форма космической тарелки должна работать потрясающе! Тем более, что он также способствует стабильности и имеет огромную закругленную поверхность, чтобы выдержать повторный вход; как увеличенная версия сегодняшних капсул.

Как уже было сказано, вы будете плескаться. Что вам нужно сделать, это контролировать всплеск.

В других ответах обсуждалась пассивная устойчивость на глиссаде при входе в атмосферу. Теперь нужно подумать, как проектировщики могли предусмотреть, чтобы экипаж пережил внезапную остановку на дне. Ведь любой корабль, предназначенный для выхода на планетарную орбиту, имеет риск скорой незапланированной посадки на планету.

Когда-то машины представляли собой стальные ящики, такие как корабль, который вы описываете, и люди гибли в столкновениях, которые теперь считаются полностью выживаемыми. В настоящее время мы проектируем автомобиль, чтобы пожертвовать собой, чтобы защитить пассажиров.

Благодаря вашей пассивной устойчивости каюты экипажа отодвигаются назад. Двигатели были сброшены, чтобы предотвратить взрыв, убивший экипаж. Все остальное на корабле — зона деформации.

• Экипаж имеет аварийные капсулы
• Каюты экипажа представляют собой аварийные капсулы.
• У экипажа есть спасательные капсулы
• Каюты экипажа — это спасательная капсула.

Как дизайнер я бы выбрал последнее, для сюжета, пожалуй, лучше второе, так как вы хотите увидеть достаточное количество разрушенных кораблей и достаточное количество уцелевших кораблей. Этот корабль не непотопляемый Титаник, это современный семейный автомобиль, созданный для защиты экипажа любой ценой.

Корабль мог приземлиться в целом невредимым, при должной предусмотрительности в своих «тяжело продуманных» планах. (Другими словами, я прочитал ответ Сепаратрикс и понял, как контролировать всплеск.)

Другие ответы уже касались формы космического самолета / подъемного тела для пассивной устойчивости. Все, что осталось, это последние несколько сотен километров в час до удара.

Учитывая предположение, что нет ни экипажа, ни компьютерного управления, а только пассивные системы, решение проблемы медленной посадки — парашюты с механическим приводом.

Чисто механический акселерометр определяет, когда корабль проходит последовательность пассивного аэродинамического торможения, и в нужный момент выпускает тормозной парашют. Простая система, основанная на давлении (я думаю, что-то вроде пробки), гарантирует, что это высвобождение происходит только в атмосфере. Затем тормозной парашют вытягивает основной парашют, и происходит менее аварийная посадка.

Подобно тому, как у корабля «Аполлон» было 3 парашюта, а для безопасного приводнения требовалось только 2, этот корабль будет построен с N независимыми аварийными парашютами, где число, меньшее N, обеспечит менее аварийную посадку на Землю.

Эта система не требует ни электронно-вычислительных машин, ни активного экипажа. Он был разработан как последний уровень отказоустойчивости для выведенного из строя экипажа, чтобы добраться до земли.