Pitanje:
Kako aktivnost astronauta iznutra utječe na svemirsku letjelicu?
coleopterist
2013-07-24 07:37:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Može li tjelesna aktivnost iz svemirske letjelice na to nekako utjecati? Na primjer, ako netko na ISS-u izvodi popravke koji uključuju puno udaranja, bi li to možda malo utjecalo na orijentaciju stanice? Vibracije ni u kojem slučaju ne mogu biti dobra stvar.

Također, što kažete na čin jednostavnog kretanja unutar letjelice?

Uredi: Jesu li neke promjene dovoljno značajne da zahtijevaju da ih ISS ili neki drugi alat povremeno isprave?

Tri odgovori:
#1
+19
robguinness
2013-07-24 13:19:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ovaj videozapis može vam pomoći odgovoriti na vaše pitanje. Počevši oko 00:24, možete vidjeti astronauta kako trči oko "kotača za vježbanje" Skylaba (rani NASA-in program svemirske stanice, koji je pratio slijetanje mjeseca Apollo). Uglavnom, nakon nekog vremena, NASA je rekla astronautima da prestanu ovako trčati jer je to uzrokovalo da se više pogonskih goriva koristi za održavanje ispravnog stava (orijentacije) Skylaba u svemiru (barem je ovo što su mi rekli ... bilo bi lijepo pronaći referencu koja će potkrijepiti ovu tvrdnju).

U svakom slučaju, kratki je odgovor da, fizička aktivnost astronauta u svemirskoj letjelici može apsolutno utjecati na njezinu orijentaciju, pa čak i na orbitu. Što se tiče velikog ili malog učinka, to ovisi o količini i vrsti aktivnosti i (što je najvažnije) veličini svemirske letjelice. Međutim, čak i na ISS-u astronautima se poručuje da izbjegavaju ili čak potpuno zaustavljaju neke aktivnosti jer mogu negativno utjecati na količinu pogonskog goriva koje se koristi za kontrolu stava (imam nekih sjećanja na takve upute tijekom svog rada u programu ISS ). Drugo je pitanje da aktivnosti astronauta mogu utjecati na eksperimente s mikrogravitacijom koji se provode na ISS-u. Obično se provode tijekom određenog vremenskog razdoblja, pa se astronautu može uputiti da izbjegava kretanje u određenom dijelu ISS-a određeno vrijeme, kako ne bi ometao određeni eksperiment.

Nije zapravo jednostavno analizirati početnu i završnu brzinu astronauta i pretpostaviti da je neto promjena nula. Ako o tome razmišljate u smislu kinetičke energije, astronaut cijelo vrijeme prenosi male količine kinetičke energije u svoju svemirsku letjelicu (energija koja se pretvara iz kemijskih veza u hrani koju jede u kinetičku energiju iz djela koje njegov ili njezini mišići). Promjene u kinetičkoj energiji, naravno, podrazumijevaju promjenu brzine [E = (0,5) m * v ^ 2]. U prosjeku se ove promjene brzine najvjerojatnije međusobno poništavaju ako se ne primjenjuju u dosljednom smjeru. Zbog toga nema velikih ukupnih promjena u orbiti letjelice zbog ovih kretanja. Međutim, pokreti mogu apsolutno prouzročiti male promjene u orijentaciji svemirske letjelice, a one se najčešće kontroliraju sustavom aktivnog upravljanja stavom (obično male rakete koje pucaju u malim rafalima kako bi se suprotstavile neželjenim promjenama u položaju).

p> Dodat ću, međutim, da ti učinci (tj. kretanje astronauta) vjerojatno nisu najveći izvor poremećaja stava na svemirskoj letjelici. Zapravo nisam stručnjak za kontrolu stava, pa vam ne mogu reći relativnu veličinu različitih poremećaja, ali jedan od najvećih (za svemirske letjelice s niskom ranom orbitom) zapravo je aerodinamičko otporavanje uzrokovano tankim slojem atmosfere prisutan na takvim nadmorskim visinama.
Za vrijeme Mira, kada je pristao novi modul, kozmonauti bi stajali u novom modulu i u jezgri, te zajedno pokušavali 'protresti' stanicu, kako bi testirali snagu doka. Pretpostavljam da nikada nisu očekivali da će zapravo propasti, nego su ga željeli u potpunosti "smjestiti" u priključni ovratnik.
Prva ozbiljna zabrinutost pojavila se kad je Mir prvi put narastao na 35 metara (Progress + Kvant + Mir + Soyuz. Svi u linearnoj konfiguraciji.) Primijetili su elastične oscilacije cijelog svemirskog kompleksa uzrokujući gotovo kritični stres na priključnim lukama. Preporuke su bile izbjegavanje određenih frekvencija na spravama za vježbanje.
Tijekom sastavljanja ISS-a, sjećam se da su određeni dijelovi plana leta posade koji odgovaraju robotičkim operacijama bili označeni kao "Zabranjena fizička vježba", vjerojatno upravo iz tog razloga.
Čak je i LM u misijama Apollo objasnio "okretanje" uređaja za snimanje.
Sad sam znatiželjan pa sam pitao [Je li NASA rekla astronautima Skylaba da "Prestanite trčati uokolo!"?) (Https://space.stackexchange.com/q/34569/12102)
Što se tiče Skylabovog kotača za vježbanje, zašto bi oni trebali koristiti RCS gorivo za nuliranje astronautskih poremećaja, umjesto da astronauti neko vrijeme jednostavno trče u drugom smjeru?
#2
+8
aramis
2013-07-24 13:36:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Interne aktivnosti, osim aktivacije pogona, imat će minimalne učinke.

Stav

Ako svi uđu u jedno okruglo područje i počnu izvoditi zidove, zidovi će (polako) početi okretati suprotni smjer; ovo možda nije točno zbog stanice koja se želi okretati prema vlastitom središtu mase, ali pokušat će se okretati što bliže suprotnoj.

Ubrzanje toplinskog zračenja.

Ako unutarnje djelovanje generira značajnu lokaliziranu toplinu, zračenje te topline iz obližnjih vanjskih zidova pružit će vrlo mali potisak. Za usporedbu, asimetrična toplinska opterećenja na Pioneer sondama bila su dovoljna da generiraju 400 km / godišnje razlike u položaju izvan obale; to je 8e-10 m / s² (0,8 nanometara u sekundi u sekundi).

Imajte na umu da je ta sila u unutarnjem sustavu zakrčena drugim interakcijama, ali je stvarni učinak koji bi posada mogla izazvati.

Kinetičko linearno ubrzanje

Svako kinetičko ubrzanje od udarca s jedne strane poništava se udarom druge strane, osim vrlo malene količine koja se trenjem s unutarnjom atmosferom pretvara u toplinu. Ali da biste resetirali aditiv, otkucavate približno istu količinu u drugom smjeru, za dugotrajnu mrežu od 0 ubrzanja (izuzev asimetričnog toplinskog opterećenja).

#3
+5
JohnB
2013-07-24 16:53:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Fizička aktivnost može apsolutno utjecati na svemirski brod iznutra, a poduzimaju se mjere za ublažavanje učinaka.

Na Međunarodnoj svemirskoj stanici postoji nekoliko vježbališta koje putnici koriste kako bi ostali u formi i održavali se čvrstoća kostiju: napredni uređaj za otpornu vježbu (ARED), ciklični ergometar sa sustavom za izolaciju i stabilizaciju vibracija (CEVIS) i traka za trčanje sa sustavom za izolaciju i stabilizaciju vibracija (TVIS). To su sve stvarno otmjena imena za stroj za dizanje utega, sobni bicikl i traku za trčanje.

Ovi strojevi nisu pričvršćeni vijcima za zid jer ne žele dodavati neželjene sile vibracije u solarne nizove . Sunita Williams pruža sjajno objašnjenje u svom videozapisu o odlasku:

Vjerojatno ćete vidjeti da bicikl malo poskakuje. Dok ga pomičem, nije postojan i čvrsto se drži za zid. Razlog tome je svemirska stanica prilično velika; vidjeli ste da na svemirskoj postaji postoje i solarni nizovi. Ako počnemo stavljati bilo kakve sile u svemirsku postaju, učinit će da se ti solarni nizovi malo odbijaju. Da bi to spriječili, strojevi se malo poskakuju i pomalo kreću. Na taj način ne stavljamo nikakve sile na strukturu svemirskog broda prema solarnim nizovima.

Dalje demonstrira ARED u 13:26 koji također "lebdi" uokolo.

Advanced Resistive Exercise Device (ARED) Cycle Ergometer with Vibration Isolation and Stabilization System (CEVIS) Treadmill with Vibration Isolation and Stabilization System (TVIS)
Sve slike ljubaznošću NASA-e. Kliknite bilo koju od njih za punu razlučivost

Čini mi se da se sjećam da kad je Suni Williams istrčala svoj maraton na ISS-u, to nisu posebno cijenile strukture i momci ADCO-a (službenik za utvrđivanje stava i kontrolu).
Taj odlazni video je fantastičan! Preporučeno gledanje.


Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...