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, пишет zen.
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.
Примерно так будут выглядеть орбиты космонавта и МКС после прыжка. Масштабы и размеры не соблюдены.
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.