Чому космічні кораблі нагріваються під час посадки
Теоретично, якщо обтікання має характер і тепло не проникає всередину конструкції, температура поверхні буде близька до так званої температури адіабатичного гальмування. Наприклад, при входженні в атмосферу на висотах 11-25 км зі швидкістю М = 2 (в два рази вище за швидкість звуку) температура гальмування 390оК викличе нагрівання поверхні на 173о, для швидкості М = 5 температура гальмування 1300оК додасть до температури поверхні вже 108 для швидкостей М=10 температура гальмування 4550о нагріває лобову поверхню до немислимої температури 4333о за шкалою Кельвіна!
Насправді все складніше. Перевипромінювання тепла нагрітою обшивкою знижує її температуру, але при русі в повітряному середовищі з надзвуковою швидкістю перед апаратом виникає ударна хвиля, в якій швидкість руху молекул повітря по відношенню до об'єкта, що рухається, стрибкоподібно змінюється зі надзвуковою на дозвукову. Незважаючи на крайню розрідженість повітря на великих висотах, на космічних швидкостях входу в атмосферу температура повітря у фронті ударної хвилі може досягати 28 000о за шкалою Кельвіна - у 9 разів вище, ніж температура на поверхні Сонця!
Поверхня космічного апарату, що знаходиться за ударною хвилею, нагрівається менше, але інтенсивність нагріву істотно залежить від шорсткості та типу матеріалу самої поверхні. Шорсткість впливає характер обтікання поверхні повітрям, визначаючи інтенсивність тертя, обумовленого в'язкістю повітряного потоку. Спокійне (ламінарне) обтікання викликає помірне нагрівання, тоді як наявність нерівностей спричиняє інтенсивне виховання, і потік стає турбулентним, підвищуючи температуру поверхні ще на 150–200 градусів.
ПриТаку високу температуру молекули розпадаються на заряджені іони, утворюючи плазму, яка може хімічно взаємодіяти з матеріалом поверхні, змінюючи його властивості та викликаючи додатковий нагрівання.
Загальний ступінь нагрівання лобових кромок та інших виступаючих частин космічних апаратів при спуску в атмосфері істотно залежить від інтенсивності гальмування, обумовленої кутом нахилу траєкторії спуску, аеродинамічною якістю апарату та місцевими кутами атаки.