РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Заблуждение: причина невесомости на орбите — отсутствие гравитации

Еще один случай, когда все в целом правильно понимают суть некоего явления, но часто, к сожалению, описывают его не совсем верно.
Заблуждение: причина невесомости на орбите — отсутствие гравитации
ESA

Согласно закону всемирного тяготения все тела притягиваются друг к другу, и сила притяжения прямо пропорциональна массам тел и обратна пропорциональна квадрату расстояния между ними. То есть выражение «отсутствие гравитации» вообще не имеет смысла. На высоте нескольких сотен километров над поверхностью Земли — там, где летают пилотируемые корабли и космические станции — сила притяжения Земли очень велика и практически не отличается от силы гравитации вблизи поверхности.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Если бы существовала техническая возможность сбросить некий предмет с башни высотой километров 300, он бы начал падать вертикально и с ускорением свободного падения, точно так же, как он падал бы с высоты небоскреба или с высоты человеческого роста. Таким образом, во время орбитальных полетов сила земного притяжения не отсутствует и не ослабевает в значимых масштабах, а компенсируется. Точно так же, как для водных судов и аэростатов, сила притяжения земли компенсируется архимедовой силой, а для крылатых летательных аппаратов — подъемной силой крыла.

Да, но вот самолет-то летит и не падает, а пассажиру внутри салона не летают как космонавты на МКС. При обычном полете пассажир прекрасно ощущает свой вес, и от падения на землю его удерживает не непосредственно подъемная сила, а сила реакции опоры. Лишь во время аварийного или искусственно вызванного резкого снижения человек вдруг чувствует, что перестает давить на опору. Возникает невесомость. Почему? А потому что если потеря высоты происходит с ускорением, близким к ускорению свободного падения, то опора больше не мешает пассажиру падать — она и сама падает.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Невесомость
Невесомость spaceref.com
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Понятно, что когда самолет прекратит резкое снижение, или, к несчастью, упадет на землю, тут-то и станет ясно, что гравитация никуда не девалась. Ибо в земных и околоземных условиях эффект невесомости возможен только во время падения. Собственно продолжительным падением и является орбитальный полет. Космическому кораблю, двигающемуся по орбите с первой космической скоростью, мешает упасть на Землю сила инерции. Взаимодействие гравитации и инерции имеет название «центробежной силы», хотя в реальности такой силы не существует, это в некотором роде фикция. Аппарат стремится двигаться по прямой (по касательной к околоземной орбите), но земная гравитация постоянно «закручивает» траекторию движения. Здесь эквивалентом ускорения свободного падения является так называемое центростремительное ускорение, в результате которого меняется не значение скорости, а ее вектор. И поэтому скорость корабля остается неизменной, а направление движение постоянно меняется. Поскольку и корабль, и космонавт движутся с одной и той же скоростью и с тем же самым центростремительным ускорением, космический аппарат не может выступать в качестве опоры, на которую давит вес человека. Вес — это возникающая в поле сил тяжести сила воздействия тела на опору препятствующую падению, А корабль, как и резко снижающийся самолет, падать не мешает.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Вот поэтому совершенно неправильно говорить об отсутствии земной гравитации или о наличии «микрогравитации» (как принято в англоязычных источниках) на орбите. Напротив, притяжение земли является одним из главных факторов возникающего на борту феномена невесомости.

Об истинной микрогравитации можно говорить лишь в применении к полетам в межпланетном и межзвездном пространстве. Вдали от крупного небесного тела действие сил притяжения отдаленных звезд и планет будет настолько слабым, что возникнет эффект невесомости. О том, как с этим бороться, мы не раз читали в фантастических романах. Космические станции в виде тора (баранки) станут раскручиваться вокруг центральной оси и создавать имитацию гравитации с помощью центробежной силы. Правда, чтобы создать эквивалент земного притяжения, придется задать тору диаметр более 200 м. Есть и другие проблемы, связанные с искусственной гравитацией. Так что все это дело отдаленного будущего.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Звездолет
Звездолеты будущего станут большими и круглыми. NASA
Иван Иванченко
Иван Иванченко 30 Марта 2021, 21:43
Немного не стыкуеться!А если орбита станции не нисходящая,когда он как будто "падает",а восходящая,гравитация усилиться?Или при прямом удалении от земли на каком расстоянии она пропадёт?
valery rubakov
valery rubakov 10 Октября 2020, 10:26
Интересное наблюдение: обсуждаемая статья датирована автором 3 октября 2020, а некоторые комментарии аж от 2015 года! Во где парадокс!
Виктор Антонов
Виктор Антонов 25 Января 2020, 20:02
Предъявите факты!
MaxusR
MaxusR 03 Октября 2020, 16:34
А что непонятно? Полёт по орбите - это непрерывное падение на планету с постоянным промахом мимо неё. Вы когда-нибудь раскручивали на нитке какой-нибудь мелкий предмет? Так вот, в случае с полётом по орбите, нитка - это притяжение земли, а скорость полёта компенсирует это притяжение. Единственное, в случае с орбитой длина нитки не фиксированная и если изменить скорость, высота и форма орбиты изменится.
Виктор Антонов
Виктор Антонов 25 Января 2020, 20:01
Почему, когда космонавты работают в космосе, они не падают на землю? Почему космический мусор летает по орбите и не падает? Говорят, что есть пояс из астероидов вокруг земли, они тоже не падают!
dreamcatcher
dreamcatcher 11 Марта 2015, 20:03
"А то парабола, окружность, хотя вообще-то космическая станция летит по элипсу" Интересно, а Вы сами то хоть в школе учились?! если уж на то пошло - окружность - это частный случай эллипса и речь тут идет не о линиях второго порядка, а о заблуждении в представлениях о невесомости.
antimgor
antimgor 27 Февраля 2015, 22:02
Интересно, кто-нибудь хоть в школе, то учился? Вес это не масса, а сила реакции на опору, а если она (опора) уходит из под ног, то о каком весе можно рассуждать. А то парабола, окружность, хотя вообще-то космическая станция летит по элипсу.
dreamcatcher
dreamcatcher 20 Февраля 2015, 20:02
О, Боже! РАЕН!!! В Российской "мрАкодемии" Естественных Наук - львиная доля - дилетанты широкого профиля, шарлотаны и бездельники. А выдумщики - это самая светлая её часть! Им нельзя доверять написание даже научной фантастики. О каких "подтверждениях опытами этих теорий, и выходах на производственные масштабы" Вы говорите - ссылки в студию, пожалуйста! Вы верно сказали - дорогу осилит идущий, но никак не балабол и пустобрех! П.С.: по неопытности я как-то имел удовольствие работать с некоторыми представителями РАЕН. Доверил лабораторию... после них выкинули на помойку хроматограф и чуть не отправили следом масс-спектрометр. Знаете сколько стоит его ремонт?! ("турбик" + ионная оптика)
Trebla
Trebla 20 Февраля 2015, 19:02
Теоретические и практические исследования имеют четкое утверждение о существовании гравитации - - явления физического взаимодействия ( тяготения) между материальными объектами (телами) в космическом пространстве Вселенной. Причина возникновения спорных суждений о явлении феномена гравитации, заключается в незнании природы и источника этого универсального механизма энергетической среды Единого слового поля, действующих сил формирования и взаимодествия различных форм и видов материи и энергии, цикличных физических процессов в микро- и макро-мире. Гравитация - следствие, механизм действующих сил Единого силового поля Вселенной.
iskandaru
iskandaru 18 Февраля 2015, 23:02
РАЕН, и этим все сказано. Там до сих пор есть самоделкины, которые пытаются создать вечный двигатель, там до сих пор есть эксперты по торсионным полям... РАЕН - это общественная организация с сомнительной репутацией. Никакого отношения к Российской Академии Наук (РАН) это объединение не имеет, хотя ряд настоящих ученых по глупости/наивности получили ее удостоверения. Я не хочу показаться мракобесом от официальной науки, но факты говорят о том, что эта организация не заслуживает доверия.
Svet.lana
Svet.lana 18 Февраля 2015, 20:02
По-Вашему, в РАЕН тоже работают выдумщики. Те, кто не только подтверждал опытами эти теории, но и выходил на производственные масштабы. Не собираюсь никого ни в чём убеждать. Кто способен знать и понимать, тот своего добьётся. Дорогу осилит идущий.
dreamcatcher
dreamcatcher 18 Февраля 2015, 19:02
вот, это я и хотел сказать только более упрощенным способом!
dreamcatcher
dreamcatcher 18 Февраля 2015, 19:02
В науке нет место догмам, «Только со смертью догмы начинается наука» и любая теория, даже если у нее нет подтверждений, имеет право на существование.... но, только до тех пор, пока "при проверке на прочность" не натыкается на явные и непреодолимые противоречия. Если же для преодоления этих противоречий приходится "городить городилки", выдумывать еще сотни неуниверсальных, взаимоисключающих законов, терминов, приближений, закрывать глаза на результаты простейших наблюдений и экспериментов - то извините, дорога ей в педальное ведро! Ссылка которую вы приводите - фантазии дилетанта, не потрудившегося критически взглянуть на свои "предположения". Весь текст пропитан противоречиями и скользкими увиливанями от разъяснения причин таковых; математика (которая простирается столь далеко, сколь не может представить ваше воображение) уже не в чести?! Ни ссылок на результаты экспериментов, наблюдений, ни-че-го! Хотя, стоит признать - фантазия у человеков создавших сей "труд" невероятно буйная :-)
Svet.lana
Svet.lana 18 Февраля 2015, 08:02
Одни физики говорят о физическом вакууме, другие - о тонком эфире, когда идёт речь о природе возникновения света. Понимания этого процесса до сих пор нет. Гравитационный поток формирует наш материальный мир в процессе насыщения пространства и является свойством материи. Сила гравитации пропорциональна расстоянию между крайними точками материального объекта. [<a href='http://ckr.ru/dopoln/timegrav.htm' target='_blank'>ссылка</a>]
Kind.Langolier
Kind.Langolier 17 Февраля 2015, 20:02
Если попробовать мысленно дифференцировать траекторию, то пролетев по параболе небольшой отрезок, вектор G изменит свое положение относительно МКС, что заставит её двигаться уже по другой параболе. Если проинтегрировать эти отрезки, то как раз и получится окружность. То есть МКС &quot;свободно падает&quot; в гравитационном поле, но расстояние до Земли не меняется.
Kind.Langolier
Kind.Langolier 17 Февраля 2015, 20:02
Не существует никаких сил инерции, равно как и центробежной силы. На ИСЗ действует лишь одна сила - сила гравитации (тормозящее действие атмосферы и пр. незначит. силы рассматривать не буду). Так вот, если вектор этой единственной силы гравитации будет всегда перпендикулярен вектору скорости, то траектория будет представлять окружность. Да все мы привыкли к тому что траектория свободного падения - это парабола, но это справедливо лишь для линейного (в любой точке точке пространства градиент одинаков) поля. При небольших (относительно размеров Земли) скоростях и перемещениях можно допустить, что гравитационное поле Земли линейно. Но не в случаях с ИСЗ. Как и написал ув. dreamcatcher МКС свободно падает на Землю с ускорением &quot;свободного падения&quot; близким к знакомым нам 9,81 м/с2, но вектор его всегда перпендикулярен скорости.
dreamcatcher
dreamcatcher 17 Февраля 2015, 18:02
Двигатели коррекции не нужны именно для полета и тем более удерживания станции на орбите... (ну, почти не нужны) они нужны для изменения орбиты и компенсации влияния атмосферы (её то у нашей планеты никто не отменял) - т.к. на высоте полета МКС вакуум не абсолютный (атмосфера Земли простирается на сотни километров выше), и станция все же постепенно, очень медленно теряет скорость от трения об атмосферу и начинает падать, вот ее и приходится периодически &quot;пинать&quot;. В глубоком же вакууме станция (как и любой спутник) после первичного импульса летит сама по себе, под действием лишь силы тяжести объекта(ов). Вы же сами сказали, что вектор направлен &quot;вниз-наискосок&quot;, только вот &quot;вниз&quot; совсем чуть-чуть по сравнению с &quot;вперед&quot; следовательно и станция будет лететь туда - за единицу времени - чуть вниз и офигенно далеко вперед, но за то время пока МКС приблизится к Земле, планета ввиду ее шарообразности и высокой скорости самой МКС как будто &quot;уйдет&quot; из под нее, а Ваша &quot;спираль&quot; замыкается в круг
elenvladis_i
elenvladis_i 17 Февраля 2015, 17:02
Объяснение становится понятнее, если векторами нарисовать силы, действующие на МКС: &quot;вперёд&quot; по касательной его тянет сила инерции движения; &quot;вниз&quot; - притягивает Земля. Результирующий вектор складывается по закону параллелограмма. И направлен &quot;вниз-наискосок&quot;. То есть, если бы не двигатели коррекции, удерживающие МКС на орбите, МКС по этой результирующей ушла бы в неминуемую спираль и рухнула на планету. Получается, у космонавтов постоянно пол уходит из-под ног. Правда, теперь у меня возникли другие вопросы, насчет результата работы двигателей коррекции...
dreamcatcher
dreamcatcher 17 Февраля 2015, 17:02
Тогда расскажите каким &quot;вакуумом&quot; притягивайтесь Вы к нашей планете. По Вашей логике тогда и свет и все электромагнитные волны - свойство материи - тогда как же они в вакууме то распространяются?! Солнце то все еще светит :-) У вас всё в одной куче и мухи и котлеты. Но все же, пожалуйста, поделитесь ссылкой на первоисточник информации! Если говорить языком простым: 1) гравитация - это одно из фундаментальных взаимодействий. 2) Она возникает вследствие наличия у объектов массы, а вот она (масса) является свойством материи. П.С.: и вообще - вакуум - это НЕ пустое место.
MarikVal
MarikVal 17 Февраля 2015, 14:02
Вы бы перечитали источник, или хотя бы ссылку на него дали. Чтобы обходить его стороной.
Svet.lana
Svet.lana 17 Февраля 2015, 10:02
Вы допускаете такую гипотезу?
Svet.lana
Svet.lana 17 Февраля 2015, 09:02
Как известно, гравитация - свойство материи. В пространстве, лишённом атмосферы (материи) отсутствуют гравитационные силы. Спутник на орбите притягивается за счёт вакуума, созданного благодаря большой разницей между массами Земли и спутника. Поэтому спутник притягивается. Это не моя догадка. Это взято из источника.
dreamcatcher
dreamcatcher 16 Февраля 2015, 21:02
Потому что одним из главных моментов является движение станции вдоль поверхности планеты - на самом деле станция, как будто, все время падает на Землю, но из за высокой скорости движения МКС и кривизны Земли она (Земля) как бы уходит из под станции. А у ракеты-носителя при старте главной задачей является даже не поднять космический аппарат над Землей, а разогнать его до такой (1й космической) скорости.
rainbringer
rainbringer 16 Февраля 2015, 16:02
Вроде бы начали объяснять, а вот объяснить толково не сумели! Я так и не понял: почему же космонавты на МКС ощущают невесомость? Ведь станция-то на Землю не падает, а кружит на стационарной орбите, то бишь, нет потери высоты с ускорением близким к G. Так в чём же дело?!
Загрузка статьи...