재진입가열 (reentry heating)
한 줄 정의: 궤도 비행체가 대기권으로 재진입할 때 매우 높은 속도로 대기와 충돌하면서 강한 충격파 압축과 마찰로 인해 기체 표면이 극심하게 가열되는 현상으로, 열보호시스템 설계의 핵심 고려 대상입니다.
쉽게 풀면
재진입가열은 우주에서 지구로 돌아오는 비행체가 대기권에 들어서면서 겪는 극심한 뜨거움을 말합니다. 궤도 속도는 음속의 20배가 넘을 만큼 매우 빠르기 때문에, 앞쪽에서 강한 충격파가 만들어지며 공기가 순간적으로 압축되고 온도가 급격히 치솟습니다. 이 열의 상당 부분은 실제로 기체와의 마찰보다는 앞쪽 충격파에서 발생한 열이 복사와 전도로 표면에 전달되는 방식으로 작용합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"재진입가열 해석 결과 캡슐 앞부분의 정체점 열유속이 초당 제곱미터당 500킬로와트를 초과하는 것으로 계산되었다."
재진입하는 캡슐의 가장 앞부분에 순간적으로 매우 높은 열이 집중된다는 것을 시뮬레이션으로 계산해낸 결과입니다.
주의할 점
재진입가열의 주된 원인은 공기와의 단순한 마찰이 아니라 강한 충격파에 의한 단열압축이므로, '빠르게 스치며 마찰열이 난다'는 식의 설명은 물리적으로 정확하지 않은 단순화입니다.