sciencetalk

Dus als het ware op 1 punt boven de aarde.
En kan hij dan zakken richting de aarde?

Om boven hetzelde punt boven de aarde te blijven hangen moet een satelliet of space shuttle op 36000 km hoogte rond de aarde draaien. Daar draaien alle telecommunicatiesatellieten.
 
De space shuttle was bij lange na niet in staat om een hoogte van 36000 km te halen.
 
In theorie is het mogelijk om een totaal nieuwe space shuttle te ontwerpen en te bouwen die wel op 36000 km hoogte rond de aarde kan draaien, maar aangezien dat onbetaalbaar is, en bovendien nutteloos, zal dat niet gebeuren.

Hier en hier wordt uitgelegd wat een geostationaire baan is, dus het schijnbaar stil hangen t.o.v. de aarde en waarom de hoogte en snelheid cruciaal zijn. In dit topic op Wetenschapsforum kun je ook lezen hoe berekend kan worden wat de afstand tot de aarde moet zijn.

Dat is wel aangenomen dat dat hangen een passief proces is natuurlijk.

Je kunt motoren gebruiken om constant boven een positie op de grond te blijven. Dat gaat heel goed met helicopters, maar met een raket kan het ook. Probleem is dat je brandstof blijft gebruiken tenzij je in een geostationaire baan zit.

Als je brandstof genoeg hebt kun je een shuttle verticaal lanceren en weer op zn achterste laten landen, al moet je dan wel niet recht omhoog vliegen maar een klein beetje schuin afhankelijk van de hoogte. In de ruimtevaart heeft zoiets weinig toepassing, in de luchtvaart wel (bijv een harrier die verticaal kan landen als er geen landingsbaan is).

Dit vroeg ik mij af met name over het terug keren in de dampkring van de shuttle.
Een heel spectakel met hitteschilden, hoge snelheden, brandgevaar enz.
Stel dat hij wel kan stil hangen boven de aarde en bij de terug keer laat je hem gewoon zakken.
Op een gegeven moment is hij zo dicht bij de aarde dat de vleugels het werk kunnen overnemen en de shuttle op cruise standje naar beneden kan zweven.
 
Aldus mijn idee om astronauten veilig terug te brengen.
Jat hem niet...

Jat hem niet...

 
Te laat..
 

 
Maar voor de Shuttle (ontwerp van ruim 40 jaar geleden) was zoiets dus nog technisch onhaalbaar. Daarnaast is er een kostenaspect; de brandstof die nodig zou zijn om de Shuttle van 28.000 km/u tot vliegsnelheden terug te brengen heeft een behoorlijk gewicht. Dat extra gewicht (inclusief tanks, raketmotor en systemen) vereist dat het totaal nog zwaarder, groter, veel complexer en daarmee veel duurder zou moeten worden dan al het geval was.
 
Om de Shuttle in een baan om de Aarde te brengen is ongeveer 1235 ton brandstof nodig, en samen met de externe tank en boosters woog het geheel ongeveer 2000 ton. De shuttle zelf weegt ongeveer 80 ton. Dus voor iedere kilo brandstof om gecontroleerd af te remmen tot lage snelheid is ruwweg 15 kilo lanceermassa extra nodig.
 
Dat men deze landingstechniek ook nu nog niet goed beheerst blijkt wel uit dit filmpje:
 

Erg praktisch is het allemaal niet. Het slimme aan een space shuttle is (was?) dat men de duurste componenten kon hergebruiken. Uiteraard de shuttle, maar ook de 2 solid boosters gingen niet verloren maar daalden aan parachutes af om vervolgens uit de zee gevist te worden voor hergebruik. Het enige dat men verloren liet gaan was de grote brandstoftank, blijkbaar niet waardevol genoeg om (betrouwbaar) te kunnen hergebruiken.

Overigens is een raket op zn achterste landen wel nuttig als je ergens heen wilt en ook weer terug, pakweg de maan of mars.

"Stel dat hij wel kan stil hangen boven de aarde en bij de terug keer laat je hem gewoon zakken."
 
Hier zit dus een beetje het probleem. Bij een geostationaire baan is de omlooptijd van die baan gelijk aan een etmaal. Om deze te bereiken, moet je de shuttle een bepaalde snelheid meegeven. Hoe hoger de baan, hoe meer energie dit kost. Bij 'daling' naar een lagere baan raak je die energie niet zomaar kwijt aangezien je actief moet remmen (je motoren de andere kant op laten blazen bijvoorbeeld, of skimmen over de atmosfeer).
 
(grijsgebiedvoorsluikreclame) Wil je deze dingen zelf eens uittesten, raad ik je kerbal space program aan. (/grijsgebiedvoorsluikreclame)