Что произойдет, если вы спрыгните с Международной космической станции на Землю?
С Международной космической станции открывается потрясающий вид на нашу планету. Вот только прыгать с такой высоты не стоит, потому что для любого человека это путешествие окажется смертельным. Но давайте представим, что нашелся смельчак (глупец?), который все-таки рискнул. Что будет?
Большинство парашютистов прыгают с самолета на высоте не более 3.8 км. МКС вращается вокруг Земли примерно на высоте в 406 км. Если у вас нет супер-костюма Тони Старка, то вообще не советуем заниматься подобными экстремальными прыжками. Да, вы 100% умрете. Поэтому представим, что Старк одолжил один из костюмов или же ученые изобрели его для вас.
Итак, прыгаем! Думаете, что вы сразу начнете падать вниз? На самом деле, ваш полет составит как минимум 2.5 года до того, как достигнете земной поверхности. И высота – не главная причина. Если бы вы падали по принципам стандартного парашютного прыжка, то длительность полета с такой высоты отнимет всего лишь 2 часа.
Но вы не летите вниз, а оказываетесь на орбите. Все дело в скорости. МКС не зависает на одной точке, а перемещается в 12 раз быстрее реактивного истребителя. Если вы упадете вниз на определенную точку, то пропустите ее, потому что начинаете двигаться с такой же скоростью вокруг Земли.
Выходит, на какое-то время вы зависнете на орбите и начнете бороться с атмосферой. Земная атмосфера все время замедляет орбитальную станцию, которой приходится включать двигатели, чтобы поддерживать скорость и высоту. Допустим, Тони Старк дал вам костюм с парашютом, но без двигателя.
Это значит, что вы не можете менять свою позицию в космосе. Тогда молитесь, чтобы один из космических осколков на орбите не пробил ваше бренное тело. Также без двигателя вы не сможете поддерживать скорость, а значит, начнете замедляться и спускаться по спирали к Земле.
Но на сам спуск уйдет около 2.5 года. За это время вы подлетите к атмосфере и уже тогда начнете резко снижаться. Вот сейчас вам нужно замедлиться, потому что падение происходит при гиперзвуковых скоростях. Не вздумайте открывать парашют, иначе его просто разорвет. Падение создаст сильное давление на костюм (в 8 раз сильнее, чем на уровне моря).
Если летите ногами вниз, то кровь ударит в голову, и вы можете потерять сознание (если не тренировались заранее, как летчики-истребители). Ваш костюм трется о молекулы воздуха и нагревается до 1650 °C. Этого хватит, чтобы расплавить железо! Вы либо сгорите, либо вас просто разорвет на части. Ладно, вообразим, костюм защищает вас и от этого.
На 41-километре вы достигнете рекордной отметки по прыжкам с парашютом, но ваша скорость падения в 3 раза быстрее звука. Только на высоте в 1 км вы можете развернуть парашют и безопасно приземлиться. Да уж, неплохая поездка, на которую пришлось потратить 2.5 года!
Но напоминаем, что все это возможно лишь за счет супер-костюма Тони Старка и огромного количества кислорода в запасе. В противном случае вы уже давно задохнулись, погибли, а ваше тело сгорело. Так что не советуем прыгать с МКС. Просто наслаждайтесь видами.
Источник
Что будет, если космонавт прыгнет вниз с МКС?
Мне иногда задают вопросы типа:
Что будет, если космонавт оттолкнётся от МКС? Он упадёт на землю? А если оттолкнётся вверх? Он может улететь например до Луны или Марса?
Что же, давайте разбираться в том, что будет происходить при прыжке с МКС.
В первую очередь стоит сказать, что прыжок с МКС очень сильно отличается от парашютного прыжка с самолёта. И главное отличие даже не в высоте, с которой происходит прыжок. Хотя и это различие тоже существенно. Обычно парашютисты прыгают с высоты около 4-5 километров, а МКС находится на орбите высотой чуть больше 400 километров, т.е. разница — в 100 раз.
Гораздо более важным фактором здесь является скорость, с которой движется МКС вокруг Земли. Многие считают, что МКС движется медленно или даже «висит» в космосе без движения. Это не так. МКС движется по орбите со скоростью чуть меньше 8 километров в секунду.
Космонавт оттолкнувшись от МКС начнёт отдаляться от станции. Но при этом его скорость относительно Земли практически не изменится. Космонавт таким образом перейдёт на немного другую орбиту и продолжит вращаться вокруг Земли, но не упадёт на Землю. По крайней мере не сразу.
При этом в идеальном случае новая орбита космонавта будет пересекаться с орбитой МКС и чисто в теории его могут подобрать на одном из следующих витков без совершения каких либо орбитальных манёвров.
Так если космонавт прыгнет по направлению к Земле или вверх, перпендикулярно поверхности Земли, то он вновь встретится с МКС примерно через полтора часа. А вот если космонавт прыгнет в сторону — перпендикулярно орбитальной плоскости МКС, то он будет встречаться с МКС каждые 45 минут.
Однако всё это в чистой теории. На практике же их орбиты будут сближаться, но вряд ли будут пересекаться, по крайней мере случиться это может только по очень маловероятному стечению обстоятельств.
Все дело в том, что Земля не является идеальной сферой с равномерным распределением массы. Гравитационное поле Земли также неоднородно. Это будет вызывать прецессию орбиты как астронавта, так и МКС. Кроме того, и космонавт, и станция будут испытывать трение о частицы газов присутствующих на такой высоте, хоть и в малых концентрациях.
«Наилучший» способ поскорее упасть на Землю состоит в том, что нужно оттолкнуться в направлении противоположном направлению орбитального движения МКС. Сделав так космонавт уменьшит свою орбитальную скорость, что ускорит деградацию его орбиты. Но даже в этом случае потребуются многие годы прежде чем он замедлится настолько, чтобы упасть на Землю.
Аналогично даже прыгнув вверх космонавту не удастся достичь Луны или тем более — других планет солнечной системы. Так для того, чтобы достичь Луны стартуя с орбиты МКС необходимо увеличить свою скоростью примерно на 4.04 км/c. Едва ли космонавту удастся придать себе такую дополнительную скорость используя мускулы своих ног в качестве ускорителя. В реальности человек в скафандре может придать себе скорость порядка 2-3 м/с относительно МКС.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал на youtube . Каждую неделю там выходят видео, где я отвечаю на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!
Источник
В космосе нет верха и низа, но как же наш мозг реагирует на это?
Люди, побывавшие в космосе, часто говорят о проблемах пространственной дезориентации, когда им трудно определить направление или различить «верх» или «низ». Подобное явление называется «иллюзия визуальной переориентации» (Visual Reorientation Illusions — VRI), когда пол, стены и поверхности космического корабля могут внезапно меняться местами в сознании человека.
Ярким примером этого стал случай, когда один из членов экипажа американского шаттла сообщил, что однажды утром, когда он открыл глаза, ему показалось, что комната вращается вокруг него. Другие астронавты также рассказывали о дезориентации во время выхода в открытый космос.
На Земле мы обычно знаем, где верх, ведь наша вестибулярная система информирует наш мозг. «Датчики» во внутреннем ухе ощущают силу тяжести и передают в мозг информацию об ориентации тела в пространстве. Но в новом исследовании Йоркского университета учёные обнаружили, что интерпретация направления силы тяжести может меняться в зависимости от того, как мозг реагирует на визуальную информацию. Поэтому то, что кажется верхом, на самом деле может быть и низом в зависимости от того, как наш мозг обрабатывает визуальную информацию. Отличным примером такой «ловушки» для нашего мозга служит известный аттракцион, когда человек заходит в помещение, где все предметы интерьера расположены наоборот, то есть ковёр на потолке, а люстры на полу. Из-за несоответствия визуальной информации с ощущениями наш мозг начинает путать верх с низом.
Учёные выяснили, что люди различаются по степени восприятия визуальной информации на их вестибулярный аппарат. «Результаты нашего исследования помогут лучше понять, почему астронавты неверно интерпретируют своё положение в пространстве и ошибочно воспринимают расстояние, преодолённое в условиях микрогравитации», — говорит профессор Лоуренс Харрис, ведущий автор исследования.
Для своей работы учёные использовали добровольцев и гарнитуры виртуальной реальности. Участникам эксперимента предлагали лечь в виртуальной реальности, в то время как их тело не находилось в горизонтальном положении, таким образом визуальная информация не соответствовала положению тела в пространстве. Исследователи варьировали ситуации в виртуальном пространстве, используя различные сцены: от узких коридоров, до чистого поля под звёздным небом. Учёные также меняли ориентацию головы, туловища и положение тела.
Все участники наблюдали одни и те же виртуальные сцены и принимали одинаковые положения в пространстве, но реакция оказалась разной. В ходе исследования учёные обнаружили, что участников можно разделить на две группы: первая воспринимала своё положении в визуальной среде, в то время как вторая придерживалась более реалистичного представления о своём положении в пространстве. Исследователи назвали первую группу «уязвимой перед иллюзией визуальной переориентации» (VRI-уязвимой). Её участники больше полагались на зрение, чтобы ориентироваться в пространстве.
В космосе астронавты и космонавты вынуждены полагаться на специальные «подсказки», чтобы лучше понимать, где верх и низ. На борту МКС все модули имеют одну ориентацию, о чём свидетельствуют идентичное расположение надписей на стенах и крепление бортовых компьютеров.
Обретение чувства ориентации также помогает (когда люди впервые попадают в космос) не только чтобы сориентироваться, но и предотвратить «космическую болезнь» — когда внутреннее ухо не понимает, движется человек вверх или вниз. Подобная дезориентации организма может привести к лёгкой головной боли, головокружению и даже тошноте. Трудно предсказать, кто из космонавтов подвержен «космической болезни», а кто нет. В группу риска входят даже члены экипажа, которые демонстрировали исключительную переносимость к укачиванию во время полёта на реактивных самолетах, однако по прибытию на станцию испытывали самые тяжёлые симптомы.
Учёные обнаружили, что человеческий мозг быстро приспосабливается, учится доверять глазам и перепрограммирует сигналы вестибулярной системы, чтобы исправлять несоответствия. Чем быстрее человек начнёт полагаться на визуальные подсказки, которые в данном случае более надёжны для определения положения в пространстве, тем быстрее он сможет ориентироваться в космосе.
Источник
За пределами атмосферы: что будет, если пассажирский авиалайнер попытается отправиться в космос
Разбираемся, сможет ли Boeing 747 вылететь за пределы земной атмосферы.
«Если очень захотеть – можно в космос полететь!». Но удастся ли это сделать на пассажирском воздушном судне? Сидя в салоне и глядя, как самолет поднимается выше облаков, кажется, что до космоса – рукой подать.
В качестве примера рассмотрим Boeing 747 – дальнемагистральный двухпалубный авиалайнер. Что же будет, если его пилоты попытаются покинуть атмосферу Земли и отправиться бороздить просторы космоса?
При наилучшем раскладе пассажирский самолет просто достигнет своего потолка высоты (точки, где его максимальная подъемная сила компенсируется собственным весом авиалайнера), не будет подниматься выше и благополучно приземлится в аэропорту.
Для большинства самолетов максимальная высота полета составляет 12 км. При использовании самого консервативного подхода «космос» начинается на высоте 80 км над поверхностью Земли. Этим определением руководствуется НАСА – вполне надежный источник. Учитывая все это, выходит, что максимальная высота полета пассажирского судна и рядом не стоит с «высотой» космоса.
Другой вопрос – скорость. Пассажирский самолет просто не сможет развить достаточную скорость, которая позволит «выйти» ему на орбиту.
«Выйти на орбиту» значит, что объекту хватает скорости для противодействия гравитации. То есть ему нужно двигаться вперед быстрее, чем падать вниз. В свою очередь, орбитальная скорость зависит от высоты – чем выше поднимается объект, тем меньше сил гравитации тянут его вниз (согласно закону всемирного тяготения И. Ньютона).
К примеру, орбитальная скорость на Геостационарной орбите составляет около 11300 км/ч, а на более низкой орбите – скажем, которая находится на высоте 200 км – скорость будет достигать уже 27400 км/ч.
Поскольку максимальная скорость Boeing 747 составляет всего около 1130 км/ч, пассажирский самолет просто не сможет самостоятельно достичь показателя, близкого к орбитальной скорости. Он упадет на Землю – точно так же, как и любой другой объект, который движется со скоростью меньше орбитальной.
Поскольку Boeing 747 является воздушным самолетом с подъемом крыльев, для его работы требуется определенное давление воздуха. Чем выше судно поднимается в воздух, тем меньше становится воздушное давление. Это и ограничивает высоту полета. Ни один из существующих коммерческих самолетов не предназначен для полетов в «космос» в том виде, в котором он сконструирован.
Если взглянуть на воздушно-космические самолеты, они либо используют гибридную силовую установку, например самолет-носитель Virgin Galatic, либо ракетные двигатели. В любом случае турбовентиляторный двигатель, который установлен в пассажирских самолетах, просто не сможет создавать тягу на высотах, необходимых для выхода в космос. Даже на более низких, которые определены НАСА.
Пассажирские лайнеры летают за счет двигателей, которые создают достаточную тягу. Она, в свою очередь, поддерживает подъемную силу, создаваемую крыльями самолета. По мере того как судно будет подниматься выше, для поддержания этой подъемной силы будет оставаться все меньше и меньше воздуха. Следовательно, для удержания самолета на большей высоте требуется большая скорость. Замкнутый круг!
Уже на высоте около 13 км способность 747-го поддерживать подъемную силу практически сводится на нет – воздух в этой точке становится слишком разреженным, чтобы самолет мог продолжать набор высоты. Так что даже если отчаянные пилоты-экстремалы попытаются отправиться в космическое пространство на «Джамбо Джете», у них ничего не получится.
Самолет, который все-таки выйдет в открытый космос, скорее всего, будет с ракетным двигателем и уж точно не будет походить на Boeing 747. Вместо этого он будет выглядеть примерно так:
А если вы решите использовать турбовентилятор, то будьте готовы построить настоящий самолет-монстр, который поднимет ваш «космический корабль» на высоту 80 км
А если представить, что, несмотря на недостаточную скорость, самолету все-таки удастся выйти за пределы атмосферы? Все очень просто – двигатели будут испытывать недостаток кислорода и просто перестанут работать. Самолет остановится и упадет на землю. Мы уже не говорим о том, что, после того как он покинет атмосферу, из строя выйдут не только двигатели, но и пассажиры с членами экипажа. Думаем, не нужно объяснять, почему.
Так что становится очевидным: с какой бы стороны мы ни смотрели на этот вопрос, ответом на него будет твердое «нет». Пассажирский Boeing 747 не сможет хоть сколько-нибудь приблизиться к космосу – даже при самом сильном желании членов его экипажа.
Источник