Club Aurora

Твоят прозорец към космоса.

Какво представлява безтегловността
Когато чуем думичката „астронавт” първото нещо, което си представяме е реещ се като птица човек, на когото сякаш гравитацията не му действа. Картината на... Какво представлява безтегловността

Когато чуем думичката „астронавт” първото нещо, което си представяме е реещ се като птица човек, на когото сякаш гравитацията не му действа. Картината на безтегловност в космоса е добре запечатана в съзнанието ни, но всъщност се оказва, че много от нас въобще не разбират какво се крие зад това понятие. Последният пример, който ме убеди в това, съвпадна със скока на Феликс Баумгартнер от 39 km височина. Аз и баща ми заедно гледахме полета, когато той ме попита: „Добре де, сега на тази височина, на която се намира балонът, човекът вътре не изпитва ли безтегловност в някаква степен?  Нали той е почти в космоса?”  Ако се гледа височината, баща ми действително имаше право – балонът достигна до 40 km, а Международната космическа станция (МКС) се намира на разстояние средно около 350 km над Земята, тъй че разликата не е чак толкова голяма. В станцията обаче изглежда, че хората са  освободени от силата на тежестта си, а пък австриецът си седеше най-спокойно в балона.

Причина за заблудата на баща ми, а вероятно и на много други хора, е схващането, че безтегловността се дължи на липса на гравитационна сила. Вярно е че, понякога състоянието на безтегловност се нарича още и микрогравитация, но всъщност това е физически погрешно. Земната гравитацията я има и тук на повърхността, и на МКС, като при това тя е почти еднаква за двете височини. На повърхността например ускорението, с което би падало едно тяло без опора е 9,81 m/s^2, а на 350 km същото ускорение е около 8,82 m/s^2 – една доста близка стойност. Защо тогава астронавтите вътре в станцията не падат към земята? Отговор – ами всъщност те падат! Заедно с тях обаче пада и самата станция със същата скорост, с която падат и астронавтите. Тук именно се крие ключът от бараката на безтегловността – тъй като станцията и астронавтите вътре се движат с една и съща скорост последните нямат опора и физическото усещане  е за липса на  тегло.  Безтегловност изпитват всички тела, които са в състояние на свободно падане – независимо дали са близо до повърхността или в космоса. Усещането за тежест всъщност се дължи на реакцията с някаква опора. Няма опора – няма и тегло. Безтегловност е изпитал и Баумгартнер от момента, в който скочи от балона, до момента, в който си отвори парашута – така че в този смисъл баща ми е имал право, макар и не по начина, по който е предполагал.

Разликата между свободното падане на Баумгартнер и свободното падане на МКС е, че едното приключи за няколко минути, а другото продължава вече почти 15 години. Причината за това станцията да пада към земята и въпреки това да не губи височина е, че тя се движи с много голяма скорост (обикаля Земята за около час и половина) по близка до кръгова орбита. А всяко движение по окръжност е свързано със създаването на съответна центробежна сила. В случая на космическата станция центробежната сила е равна на силата на гравитационно привличане, но с обратен знак. Резултатът е, че все едно на станцията не действа никаква сила. Нещо от сорта на тежест, окачена на въже, която въртим около главата си – в този случай въжето играе ролята на гравитацията, която задържа тежестта да не изхвърчи на някъде. По същия начин земната гравитация задържа станцията да не изхвърчи в космоса.  А ако по някакъв начин спрем МКС, докато обикаля Земята, на нея ще й действа само гравитационната сила и тя ще започне да пада по права линия надолу.

Нещата с балона на Баумгартнер стоят по различен начин. На почти 40 km височина той не се движеше с някаква голяма скорост. Всъщност балонът беше в относителен покой спрямо земната повърхност и ъгловата му скорост беше равна на скоростта, с която Земята се върти около оста си. С други думи балонът би се завъртял около оста на Земята за 24 часа. А МКС го прави за час и половина. Ако извършим някои простички сметки, за да определим линейната скорост на балона за дадената географска ширина и линейната скорост на космическата станция, ще установим, че скоростта на МКС е около 23 пъти по-голяма от тази на балона. Тъй като разстоянието до центъра на Земята е почти еднакво за балона и за МКС, то центробежното ускорение в двата случая ще зависи главно от квадрата на тази скорост и ще е около 530 пъти по-голямо за МКС спрямо това на балона. За станцията центробежното ускорение ще е равно и противоположно на  земното ускорение, но за балона то ще е 530 пъти по-малко от земното и няма да създаде усещане за безтегловност, за човек който се намира в кабината му.

Еmil Petkov

Емил е авиационен инженер, който се опитва да предаде тук своите знания и опит. Намира космоса за вълнуващо място и се интересува как чрез новите технологии ще се приближим до него.

No comments so far.

Be first to leave comment below.

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Page generated in 0,257 seconds. Stats plugin by www.blog.ca