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एक प्रयोग में, अंतरिक्ष यान डिस्कवरी की बाहरी ताप टाइलों में से एक को जानबूझकर बदल दिया गया था और शनिवार को शटल की उच्च गति वाली पृथ्वी पर वापसी के दौरान उसकी निगरानी की गई थी। एयरफ्लो को समझने में मदद के लिए डेटा एकत्र किया गया था, और ओरियन अंतरिक्ष यान के लिए हीट शील्ड डिजाइन करने वाले इंजीनियरों के लिए जानकारी प्रदान की गई थी। शटल के बाएं पंख के नीचे एक टाइल, अग्रणी किनारे से लगभग 10 फीट पीछे, एक 0.25-इंच ऊंची रिज शामिल थी, जिसके कारण हवा का प्रवाह सुचारू से अशांत होने की उम्मीद थी, जिससे पीछे की टाइलों के तापमान में वृद्धि हुई। बदली हुई टाइल। एक इन्फ्रारेड कैमरे के साथ शटल की निगरानी करते हुए, नौसेना के एक विमान ने डिस्कवरी के नीचे उड़ान भरी। प्रयोग से क्या पता चला?
इंजीनियर बेहतर ढंग से यह समझने की कोशिश कर रहे थे कि कैसे चिकनी, लामिना वायु प्रवाह, जो पीक हीटिंग के दौरान इन्सुलेशन की एक पतली परत प्रदान करता है, अशांत, अशांत प्रवाह में बदल सकता है - जिसे सीमा परत संक्रमण कहा जाता है - जो डाउनस्ट्रीम तापमान पर चढ़ने का कारण बन सकता है, संभवतः वायुगतिकी को प्रभावित कर सकता है और पैदा कर सकता है क्षति।
मेक्सिको की खाड़ी के ऊपर से उड़ान भरने वाले एक नेवी P-3 ओरियन विमान ने शटल के नीचे की अवरक्त छवियों को कैप्चर किया, जब ऑर्बिटर ध्वनि की गति से लगभग 8.5 गुना धीमा हो गया था। तापमान डेटा और इन्फ्रारेड इमेजरी ने पुष्टि की कि संशोधित टाइल द्वारा एयरफ्लो को बदल दिया गया था। मच 12 और 14 के बीच हवा की इन्सुलेट परत अशांत में बदल गई। बदले में, डाउनस्ट्रीम टाइलों के तापमान में वृद्धि हुई, लेकिन उतनी नहीं जितनी उम्मीद थी।
बदली हुई टाइल कैसी दिखती थी। क्रेडिट: नासा
विंग के उस क्षेत्र में टाइलें सामान्य रूप से अधिकतम तापमान 815-870 डिग्री सेल्सियस (1,500 से 1,600 डिग्री फ़ारेनहाइट) का अनुभव करती हैं, जब विंग में पुन: प्रवेश वायु प्रवाह सुचारू होता है। नासा को मिले प्रारंभिक आंकड़ों से संकेत मिलता है कि 'प्रोट्यूबेरेंस टाइल' द्वारा अनुभव किया गया अधिकतम तापमान लगभग 1090 डिग्री सेल्सियस (2,000 एफ) था, जो अपेक्षा से कुछ कम था। यदि उन मापों की पुष्टि हो जाती है, तो इंजीनियर भविष्य की उड़ान के लिए थोड़ा अधिक उभार का अनुरोध कर सकते हैं।
शीर्ष पी -3 छवि में देखे गए अशांति के बड़े क्षेत्र के लिए, इंजीनियरों ने कहा कि छवि संभावित रूप से चरम हीटिंग के दौरान 'विशिष्ट' शटल सीमा परत संक्रमण को दर्शाती है।
इंजीनियरों ने बताया कि डिस्कवरी की लैंडिंग के बाद रनवे पर प्रोट्यूबेरेंस टाइल सामान्य और बिना क्षतिग्रस्त दिख रही थी, हालांकि कई डाउनस्ट्रीम टाइलों पर सतही निशान देखे गए थे। एक उभरे हुए गैप फिलर के पीछे टाइलों पर ऐसा कोई निशान नहीं देखा गया था जो डिस्कवरी के किसी एक ऊंचाई पर कक्षा में निरीक्षण के दौरान देखा गया था।
सहज से अशांत प्रवाह में शटल का संक्रमण स्वाभाविक रूप से होता है क्योंकि अंतरिक्ष यान धीमा हो जाता है, आमतौर पर वायुमंडलीय प्रवेश शुरू होने के लगभग 20 मिनट बाद, मैक 8, या ध्वनि की गति से आठ गुना के वेग पर। कुछ मामलों में, हालांकि, सतह खुरदरापन या हीट शील्ड में दोषों के कारण संक्रमण इससे पहले हो सकता है।
डिस्कवरी पर बढ़े हुए ताप का क्षेत्र। क्रेडिट: नासा
उदाहरण के लिए, एक फैला हुआ टाइल स्पेसर जिसे 'गैप फिलर' कहा जाता है, लॉन्च के दौरान ढीला हो सकता है और एयरफ्लो में विस्तारित हो सकता है, जिससे पुन: प्रवेश के दौरान एक प्रारंभिक, असममित सीमा परत संक्रमण शुरू हो सकता है। जब ऐसा होता है, तो शटल की वायुगतिकी प्रभावित हो सकती है और डाउनस्ट्रीम टाइलों को अधिक अत्यधिक ताप के अधीन किया जा सकता है।
1989 में शटल मिशन एसटीएस-28 के दौरान, प्रवेश के 15 मिनट बाद, लगभग 18 मच पर सीमा परत 'ट्रिप' हो गई। 1992 में शटल मिशन एसटीएस-50 के दौरान, शटल के पेट का एक हिस्सा दूसरे से एक मिनट से अधिक आगे बढ़ गया। पक्ष, वायुगतिकी में परिवर्तन का कारण बना जिसने ऑटोपायलट उड़ान नियंत्रण इनपुट को प्रेरित किया।
इस प्रयोग से ओरियन अंतरिक्ष यान के लिए बेहतर हीट शील्ड डिज़ाइन हो सकते हैं जो अंतरिक्ष यात्रियों को आईएसएस और चंद्रमा पर लाएगा, साथ ही शटल वायुगतिकी में अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा।
स्रोत: सीबीएस न्यूज
