La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) orbita a quasi 7,66 km / s. A velocità così elevate, come fanno gli astronauti a svolgere compiti al di fuori della ISS? O è tutto relativo come se gli astronauti avessero la stessa velocità (rispetto alla Terra) allinterno e allesterno della ISS, che è uguale alla velocità orbitante della ISS?
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- Come puoi stare su uno skateboard? Come puoi rimanere sulla ' superficie della Terra, se è per questo, che si muove con centinaia di miglia allora attorno allasse della Terra ' nella maggior parte dei luoghi abitati?
- Se si ferma, cade.
- La stazione spaziale non è ' t senza peso, mai. Sta sperimentando unattrazione di gravità verso la Terra quasi uguale a quella percepita dalle persone sulla superficie. – Gli astronauti sono senza peso per lo stesso motivo per cui le persone che paracadutano non ' si allontanano gli uni dagli altri finché non aprono i loro paracadute: ' stanno andando tutti alla stessa velocità, a meno che / fino a quando non agiscono su una forza esterna. Poiché ' non cè vento nello spazio, ' non ci sono forze esterne. (XCKD obbligatorio: what-if.xkcd.com/58 )
- Non ' Non temere, ma ognuno di noi orbita intorno al sole a ~ 30 km / se intorno al centro della nostra galassia a ~ 230 km / s.
- @ Peter-ReinstateMonica Una persona che cammina dal retro di un treno che precede il treno ' non subisce alcuna attrazione gravitazionale significativa dal treno. Ma si muovono ancora insieme al treno e possono cambiare la loro velocità relativa a piacimento. Possiamo sperimentare la velocità relativa nella vita di tutti i giorni. Su un aereo, su una nave, su un treno, su uno skateboard. Non ' penso che sia concettualmente troppo diverso dal muoversi intorno al Sole, o al centro della galassia, o dovunque.
Risposta
Guardiamo la prima legge di Newton:
Legge I: Ogni corpo persiste nel suo stato di riposo o di movimento uniformemente diritto in avanti, tranne nella misura in cui è costretto a cambiare il suo stato per forza impressa.
Nel linguaggio matematico moderno, questo può essere affermato in modo più preciso.
In un sistema di riferimento inerziale, un oggetto rimane fermo o continua a muoversi in velocità costante, a meno che non sia influenzata da una forza.
Per un EVA, la resistenza atmosferica è trascurabile. Quando un astronauta lascia la ISS, non subisce alcun rallentamento a causa della resistenza. Mantengono solo la loro velocità. Poiché prima di partire stavano orbitando intorno alla terra insieme alla ISS, orbiteranno insieme alla ISS dopo essere partiti. Spingendo contro le maniglie allesterno della ISS, possono guadagnare slancio e muoversi sulla superficie della stazione.
Quindi no, la ISS non rallenta né si ferma rispetto alla Terra. Ma la ISS è più o meno ferma rispetto allastronauta.
E, naturalmente, cè lobbligatorio XKCD (What-If? Orbital Speed) da leggere assolutamente!
Commenti
- ' speriamo solo che non ' programmino passeggiate spaziali durante le manovre orbitali. Oops!
- @gerrit Finché gli astronauti sono legati o tengono una maniglia, questo non è ' un problema. Laccelerazione dovuta ai riavvii è abbastanza piccola da poter essere trattenuta e gli astronauti sono in genere anche legati, ma per ovvie ragioni i riavvii non sono sc pianificato durante le passeggiate nello spazio.
- La prima legge di Newton ' non ' si applica qui perché la ISS non viaggia in una linea retta ma circolare, su cui agisce costantemente la forza di gravità. Tuttavia, la stessa forza si applica allastronauta, quindi la loro traiettoria rimane la stessa dellastronave. Ma questo deriva principalmente dalla seconda legge di Newton ' e dalla legge di gravità.
- @IMil rispettosamente, non sono daccordo. La prima legge di Newton è esattamente il motivo per cui lastronauta finisce (quasi) nellorbita esatta della ISS. Sì certo, laspetto di quellorbita deriva dalle altre leggi, ma comunque. Dato che non cè niente che agisce sullastronauta, finisce lo stesso.
- @Polygnome cosa intendi con " non cè niente che agisce sullastronauta "? La ISS e lastronauta si trovano a soli 400 km dalla superficie terrestre. La forza di gravità che agisce su di loro è circa il 90% di quella che agisce su te e me, quindi subiscono costantemente unaccelerazione di circa 8,8 m / sec ^ 2.Questo ' non è affatto trascurabile e lISS non può ' essere davvero definito un quadro di riferimento inerziale con qualsiasi standard.
Risposta
Non necessario!
Gli astronauti sono in orbita attorno alla Terra, viaggiando allo stesso velocità come le loro navi spaziali.
Questo è vero sia che si trovino allinterno o allesterno della nave spaziale.
Quindi, se escono allaperto, lo percorrono senza bisogno di rallentare. Ovviamente poiché si trovano in orbite circolari attorno al centro della Terra, se aspettano 20 minuti torneranno dolcemente alla nave perché le orbite dellastronauta e della nave si intersecheranno in due punti. (per ulteriori informazioni su quei 20 minuti, vedi Come stimare quale astronauta si trova più lontano dalla ISS dopo unorbita? )
Quello ” s perché ogni orbita si trova su un piano diverso che attraversa il centro della Terra.
Ecco alcune foto da Qual è la distanza più lontana da un “umano satellite “è stato dal loro veicolo spaziale? e alcuni video preferiti di Space Exploration SE per illustrare questo
video NASA di McCandless: Lastronauta Bruce McCandless II galleggia libero nello spazio , video e molto altro: La NASA ricorda lastronauta Bruce McCandless II .
above: “Questa foto del 7 febbraio 1984 resa disponibile dalla NASA mostra lastronauta Bruce McCandless II che partecipa a una spa cewalk a pochi metri dalla cabina della navetta spaziale in orbita attorno alla Terra Challenger, utilizzando ununità di manovra con equipaggio azionata ad azoto. “Foto: AP. Da qui
di seguito: “Il 12 febbraio 1984, Bruce McCandless si è avventurato lontano dalla sicurezza della sua astronave, cosa che nessun astronauta precedente aveva fatto. Potrebbe farlo grazie a uno zaino nuovo di zecca alimentato da un jet.” Foto: NASA. Ritagliata da qui .
