Космонавт против МКС: кто кого? Ответ физиков ( 3 фото )

Масса Международной космической станции составляет примерно 420 тонн, и она движется по орбите со скоростью, превышающей 7 км/с. Интуитивно кажется, что легкое касание рукой во время выхода в открытый космос не окажет никакого влияния. Однако в условиях абсолютного вакуума законы физики проявляют себя иначе. Недавно проведенные расчеты показали, способен ли человек изменить траекторию такого гиганта.

Математика отдачи в вакууме

В космосе отсутствуют воздушная среда и гравитация Земли, которые могли бы затормозить движение. В таких условиях в полной мере действует закон сохранения импульса: каждое действие порождает равное по силе противодействие. Когда космонавт упирается в обшивку и отталкивается, он передает станции часть своей кинетической энергии. В результате человек устремляется в одну сторону, а МКС — в противоположную.

Предположим, что астронавт отталкивается от стены со скоростью рук около 5 м/с. В этот момент скорость всей станции изменится примерно на 1 мм/с. Человеческий глаз не способен зафиксировать такое смещение, но с точки зрения физики траектория МКС действительно изменится. Если толчок был приложен не по центру масс, станция также начнет крайне медленное вращение вокруг своей оси.

На поверхности Земли инерция этого толчка была бы погашена силой трения. В космосе же замедлить движение нечему. Это означает, что после приложенного усилия МКС продолжала бы двигаться с новой скоростью бесконечно, постепенно отклоняясь от первоначального курса.

На практике станции не грозит потеряться в пространстве. На МКС постоянно воздействует множество мелких факторов: остатки атмосферы, давление солнечного ветра, а также перемещения и физические упражнения экипажа внутри модулей.

Для предотвращения неконтролируемых колебаний на станции круглосуточно функционируют мощные гироскопы — тяжелые вращающиеся маховики. Они мгновенно регистрируют любые незапланированные микросмещения, включая толчки от рук космонавтов, и компенсируют их.

Человек действительно способен сдвинуть МКС руками в космосе. Однако при работающих механизмах стабилизации это никак не отразится на движении станции.

А как думаете, смог бы человек разогнать МКС до заметной скорости, если бы толкал её постоянно?