НА МАЛИХ КОСМІЧНИХ ТРАСАХ
| Еловек за бортом! »Навіть той, хто ніколи не бував в океані, може уявити собі, як звучать ці слова глухої ночі під свист штормового вітру де-небудь в океанській пустелі біля берегів Антарктиди. Читачі, може бути, згадають відомий з газет випадок під час плавання нашої знаменитої китобійної флотилії «Слава», коли потрібні були величезні зусилля великої кількості судів, щоб знайти в темряві, за допомогою прожекторів, випадково впала за борт. Людина була врятована.
У наш час можливо більш небезпечне зіткнення зі стихією - з невідомими безмежними просторами космосу.
ЛЮДИНА ВПАВ В. КОСМОС!
Наближаються дні численних і різноманітних космічних польотів кораблів з людьми. Скоро виникнуть станції, що рухаються по орбітах навколо Землі. До цих станцій будуть прибувати кораблі з Землі і з космосу. На станціях почнуться складні монтажні роботи. У таких роботах, безсумнівно, буде потрібно і безпосередню участь людей. Одягнені в скафандри робітники-космонавти будуть виходити з кораблів назовні і, користуючись невагомістю, досить легко виробляти різні роботи. На перший погляд така праця буде навіть безпечніше праці земних монтажників-верхолазів. На Землі може привести до загибелі навіть занепалі з висоти кількох метрів. Така небезпека в космосі, де космонавт знаходиться в стані невагомості, відсутня. Але що, якщо раптом людина впала в. космос?
Уявімо собі такий випадок. Космонавт-монтажник випадково відштовхнувся від корабля, причому виявилося, що космонавт ні прив'язаний до корабля. Тоді монтажник почне (в умовах невагомості) більш-менш швидко віддалятися від космічного корабля. Людина буде намагатися зупинити свій рух, відкидаючи в сторону, протилежну своєму руху, предмети, які можуть у нього знаходитися: наприклад, гайкові ключі, викрутки, молоток. Однак викликаний цим реактивний ефект буде в більшості випадків менше, ніж дію початкового поштовху. Звичайно, можна забезпечити космонавта індивідуальним ракетним двигуном, але такий двигун буде обмежувати монтаж ника, і людина буде прагнути по можливості від нього звільнитися.
Що ж станеться з необережним космонавтом, відлетіли в космічну далечінь?
КОСМОС ПОВЕРТАЄ своїх бранців
Якби людина, відштовхнувшись від космоплана, рухався прямолінійно і рівномірно відповідно до закону інерції, то його було б дуже важко врятувати. Вигук «Людина за бортом!» Звучав би в космосі дійсно як сигнал невідворотною катастрофи. Однак фактично справа йде не так трагічно. Космос сам повертає назад своїх бранців!
Розглянемо докладніше рух людини, відштовхнувшись від космічного корабля. Уявімо собі систему координат, пов'язану із супутником. При цьому припустимо, що супутник стабілізувати щодо Землі.
Це означає, що певна вісь супутника весь час спрямована до центру Землі. Іншими словами, супутник обертається щодо осі (вже інший), перпендикулярної до площини його орбіти і проходить через центр Землі, і робить один оборот навколо цієї осі при одному оберті навколо земної кулі. Саме так рухається Місяць, звернена до Землі весь час тільки однією півкулею.
Подібна система координат дуже зручна з практичної точки зору: саме в цій системі буде сприймати все, що відбувається навколо екіпаж, що знаходиться на супутнику або поблизу від нього.
Однак обертається система координат не дозволяє застосовувати звичайного закону інерції. Ця система не є «інерційної», в якій зазвичай вирішуються всі задачі механіки.
Тому під обертається системі координат всяке тіло, що рухається за інерцією, описує коло, а не рухається по прямій, як у звичайній інерціальній системі. Повне коло воно проходить за час повного оберту системи координат, пов'язаної із супутником, навколо Землі.
Зі сказаного випливає, що людина, відштовхнувшись від супутника, буде рухатися по колу в системі координат «супутник - людина». Після одного обороту супутника навколо Землі людина робить в системі координат «супутник - людина» теж повне коло і повернеться до супутника з боку, яка протилежна тій, від якої він відштовхнувся. Діаметр кола, описаного людиною, буде в стільки разів менше середнього діаметра орбіти супутника, у скільки разів швидкість людини щодо супутника, придбана ним при відштовхуванні, менше швидкості руху супутника по орбіті навколо Землі.
На цій підставі можна визначити, що в разі, якщо супутник летить на висоті того ж порядку, що і висота польотів перших радянських космонавтів, діаметр кола, який вимірюється в кілометрах, буде чисельно дорівнює швидкості відштовхування, яка вимірюється в метрах в секунду, помноженої на 1, 7. Якщо відштовхнутися від супутника з силою, що відповідає стрибка на висоту одного метра (в земних умовах), то отримана швидкість буде дорівнює 4,5 м / сек і діаметр кола під обертається системі координат буде дорівнює, приблизно 7,7 кілометра. Час руху по цій окружності дорівнюватиме періоду обертання супутника навколо Землі, тобто приблизно півтора годинах.
Зрозуміло, все це справедливо лише при русі космонавта в площині орбіти. Крім того, необхідно, щоб центр кола, по якому рухається космонавт, був розташований приблизно на такій же відстані від центру Землі, як і центр ваги космічного корабля. Це буде здійснено, якщо космонавт відштовхнувся від корабля вгору або вниз по відношенню до Землі.
Якщо ж людина оттолкнется від супутника в напрямку, перпендикулярному площині орбіти, то він буде рухатися в системі координат «супутник - людина» по прямій подібно до маятника, коливаючись близько супутника. Максимальне видалення від супутника буде дорівнює половині діаметра розглянутої вище кола, яку людина описує, рухаючись в системі координат, свя