Większość naszych stałych czytelników rozumie, dlaczego astronauci i obiekty wydają się unosić na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, ale istnieją pewne nieporozumienia i uprzedzenia na ten temat, które nie są prawdziwe i które nie reprezentują bardzo dobrego zrozumienia fizyki ! Ten film przedstawia zabawne spojrzenie na niektóre pomysły ludzi na temat środowiska zerowej grawitacji na pokładzie statku kosmicznego i pokazuje, dlaczego astronauci faktycznie wydają się nieważkości.
Ale omówmy to również:
Na pytanie, dlaczego obiekty i astronauci w statku kosmicznym wydają się nieważkie, wiele osób odpowiada na te pytania:
1. W przestrzeni kosmicznej nie ma grawitacji i nic nie ważą.
2. Przestrzeń jest próżnią i nie ma grawitacji w próżni.
3. Astronauci są zbyt daleko od powierzchni Ziemi, aby poddać się jej grawitacji.
Te odpowiedzi są wszystkie źle!
Najważniejsze do zrozumienia tutaj jest to, że tam jest JEST grawitacja w kosmosie. To bardzo powszechne nieporozumienie. Co utrzymuje Księżyc na orbicie wokół Ziemi? Powaga. Co utrzymuje Ziemię na orbicie wokół Słońca? Powaga. Co łączy galaktyki razem? Powaga.
Grawitacja jest wszędzie w kosmosie!
Jeśli zbudujesz na Ziemi wieżę o wysokości 370 km (230 mil), mniej więcej tak wysoką, jak orbita stacji kosmicznej, grawitacja na szczycie wieży będzie prawie tak silna, jakbyś był na ziemi. Gdybyś zszedł ze szczytu wieży, spadłbyś na Ziemię, tak jak zrobi to Felix Baumgartner w tym roku, kiedy będzie próbował zeskoczyć z krawędzi kosmosu. (Oczywiście nie uwzględnia to mrozów, które ostatecznie doprowadziłyby do twojej śmierci, ani tego, jak żadne powietrze ani ciśnienie powietrza nie zabiłoby cię, ani tego, jak upuszczenie przez atmosferę poważnie wpłynęłoby na twoje części ciała. A potem to nagłe zatrzymanie też byłoby złe.)
Dlaczego więc stacja kosmiczna lub satelity na orbicie nie spadają na Ziemię i dlaczego astronauci i obiekty wewnątrz ISS lub innego statku kosmicznego wydają się unosić?
Z powodu prędkość!
Astronauci, sam ISS i inne obiekty na orbicie Ziemi nie pływają, w rzeczywistości spadają. Ale nie spadają do Ziemia z powodu ich ogromnej prędkości orbitalnej. Zamiast tego upadają na około Ziemia. Obiekty na orbicie Ziemi muszą podróżować z prędkością co najmniej 28 160 km / h (17 500 mil / h). Kiedy więc przyspieszają w kierunku Ziemi, Ziemia zakręca się pod nimi i nigdy się nie zbliżają. Ponieważ astronauci mają takie samo przyspieszenie jak stacja kosmiczna, czują się nieważcy.
Są chwile, kiedy możemy być nieważkości - krótko - na Ziemi, kiedy spadasz. Czy byłeś kiedyś na kolejce górskiej i tuż za szczytem wzgórza, gdy samochód zaczyna schodzić, twoje ciało unosi się z siedzenia? Gdybyś był w windzie o wysokości stu pięter, a kabel się zepsuł, gdy winda spadła, unosiłbyś się w kabinie windy. Oczywiście w takim przypadku zakończenie byłoby raczej katastrofalne.
Prawdopodobnie słyszałeś także o „Vomit Comet” - samolocie KC 135, którego NASA używa do tworzenia krótkich okresów nieważkości do treningu astronautów i testowania eksperymentów lub sprzętu w zerowej G, a także komercyjnego Zero-G loty, w których samolot leci w paraboli, i jak kolejka górska (ale przy większych prędkościach i większych wysokościach), gdy samolot przechodzi nad szczytem paraboli i kieruje się w dół, gdy spadnie samolot, powstaje środowisko zerowej grawitacji. Na szczęście samolot odjeżdża z upadku i wylatuje.
Wróćmy do wieży. Jeśli zamiast po prostu zejść z wieży, wykonałeś skok, twoja energia do przodu odciągnie cię od wieży w tym samym czasie, gdy grawitacja cię ściągnie. Zamiast uderzać w ziemię u podstawy wieży, wylądowałbyś w pewnej odległości. Jeśli biegniesz szybciej, możesz zeskoczyć dalej z wieży, zanim spadniesz na ziemię. Gdybyś mógł biec tak szybko, jak prom kosmiczny i ISS krążą wokół Ziemi, z prędkością 28 160 km / h (17 500 mil na godzinę), łuk twojego skoku utworzyłby okrąg wokół Ziemi. Będziesz na orbicie i nieważki. Upadłbyś, nie uderzając o ziemię. Potrzebny był jednak skafander i dużo powietrza do oddychania.
A gdybyś mógł biegać z prędkością około 40 555 km / h (25 200 mil na godzinę), skoczyłbyś tuż za Ziemią i zacząłby krążyć wokół Słońca.
Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, prom kosmiczny i satelity zostały zaprojektowane tak, aby pozostawały na orbicie, nie spadając na ziemię ani nie strzelając w kosmos. Orbitują wokół Ziemi co około 90 minut.
Tak więc, kiedy jesteś na orbicie, jesteś w swobodnym spadku i jesteś nieważki.
