Könnte jemand von der Internationalen Raumstation springen und überleben?

Wie andere Antworten sagen, wenn jemand einfach von der Internationalen Raumstation (ISS) springt, wäre er immer noch im Orbit um die Erde, da die ISS mit 17.000 Meilen pro Stunde (in einer Höhe von 258 Meilen) unterwegs ist.

Anstatt nur zu springen, stellen Sie sich vor, der Astronaut hätte ein Jetpack, das diese Geschwindigkeit von 17.000 Meilen pro Stunde in sehr kurzer Zeit aufheben könnte (das würde 77 Sekunden bei 10 G Verzögerung dauern). Da steht also der Astronaut, 258 Meilen über der Erdoberfläche, stationär und beginnt mit 1 G in Richtung Erde zu beschleunigen. Aus dem Internet finde ich heraus, dass viele Meteore etwa 30 Meilen über der Erde verglühen, wo die Atmosphäre dick genug wird, um den Meteor aufgrund der Luftkompression vor dem Meteor und der Luftreibung abzubremsen - diese Kompression und Reibung heizt auch den Meteor auf und schmilzt es. Beachten Sie, dass dies ungefähr die Höhe ist, aus der Felix gesprungen ist!

Wie schnell wird der Astronaut fliegen, wenn er 30 Meilen erreicht? Die Antwort ist, dass er mit etwa 6000 Meilen pro Stunde reisen würde (unter der Annahme, dass keine Luftreibung auftritt, bis er 30 Meilen erreicht). Nun, das ist ungefähr 1/3 der Umlaufgeschwindigkeit, und wenn Satelliten aus der Umlaufbahn kommen, benötigen sie einen umfassenden Hitzeschutz, um zu vermeiden, dass sie verbrannt werden. Das ist also das erste Problem – ein gewöhnlicher Raumanzug würde den Astronauten nicht schützen – er würde einen sehr erheblichen Hitzeschutz benötigen – wie eine Mercury-Kapsel, die von Amerikas erstem bemannten Raumfahrtprogramm verwendet wird. Es wäre also mit Sicherheit nicht jemand, der einfach von der ISS "springt".

Nehmen wir fürs Erste an, dass er nicht irgendwie verbrannt ist. Was ist mit den G-Kräften der Verzögerung? Wenn Satelliten die Umlaufbahn verlassen, müssen sie den Einfallswinkel sorgfältig kontrollieren – zu flach und sie könnten zurück in die Umlaufbahn springen, zu steil und die Wärmelast wäre zu hoch und die Verzögerung wäre auch zu hoch, um zu überleben . Aber unser Astronaut fällt direkt hinein - senkrecht zur Atmosphäre!

Dies ist nur eine Vermutung, aber wenn er innerhalb von etwa 5 Meilen von 6000 MPH auf eine Endgeschwindigkeit von etwa 600 MPH abbremsen müsste, wären die G-Kräfte etwa 30 G, also würde er nicht überleben und es gibt keine Möglichkeit, sich vor so vielen Gs zu schützen. Felix startete bei 0 MPH in ungefähr dieser Höhe, weshalb er überlebte.

Es kommt darauf an, wie man das Problem definiert.

Menschen sind viele Male von der Internationalen Raumstation in die Atmosphäre zurückgekehrt, indem sie entweder in einem Space Shuttle oder einer Sojus-Kapsel gefahren sind.

Jemand, der ohne irgendein Raumschiff wieder einsteigt, müsste offensichtlich eine Art Druckanzug tragen (wie es Felix Baumgartner bei seinem Sprung tat). Wie aufwändig darf der Druckanzug sein?

Ein Druckanzug ist praktisch ein in sich geschlossenes Raumschiff. Eine Mercury- oder Wostok-Kapsel (die einzigen Ein-Personen-Wiedereintrittsfahrzeuge, die mir bekannt sind) könnte man sich (eher locker) als einen sehr großen Druckanzug mit einer seltsamen Form vorstellen.

Sie müssten nur einen Druckanzug mit Hitzeschutz entwerfen, der dem ablativen Schutz ähnlich ist, der von den meisten Raumkapseln verwendet wird, oder den Kacheln, die vom Space Shuttle verwendet werden, plus einen Fallschirm. Dies würde zweifellos die Form des Anzugs verändern. Es stellt sich also die Frage: Ist ein Druckanzug mit ausreichendem Hitzeschutz, um den Wiedereintritt zu überstehen, immer noch ein Druckanzug?

Dank mmc in den Kommentaren kommt der vorgeschlagene MOOSE nah dran, aber es ist immer noch mehr eine Kapsel als ein Anzug; tatsächlich hätte der Astronaut einen Raumanzug getragen, während er ihn benutzte.

Die Antwort ist eindeutig ja , wenn Sie bereit sind, "Druckanzug" locker genug zu definieren. Es ist mehr eine Frage der Problemdefinition als der Physik und Technik.

Kommt darauf an, wie viel Sprit du hast.
Das Space Shuttle und andere Raumschiffe brauchen so große Hitzeschilde, weil sie damit all ihre kinetische Energie „umsonst“ abgeben. Das Shuttle verwendet seine Triebwerke nur zum Start und hat nur einige kleine Triebwerke im Orbit.

Wenn Sie neben einem Raumanzug auch eine Art Antrieb hätten und den nötigen Schub erzeugen könnten, könnten Sie so langsam wie Sie wollten zur Erde schweben - wie eine außerirdische Mary Poppins

UPDATE 2: Wenn es erlaubt ist, den Raumanzug frei zu gestalten, lautet die Antwort ja. (siehe unten)

Erste Antwort vor Klärung

Die kurze Antwort ist nein. (SIEHE UPDATE)

Die längere Antwort lautet, dass es einige wesentliche Hindernisse gibt. Einer davon ist, dass sich die Person auf der Raumstation in einer relativ stabilen Umlaufbahn um den Planeten befindet. Während ein Sprung von der Raumstation also einen etwas anderen Impuls verleihen würde, würden sie im Prinzip nur in einer geringfügig anderen Umlaufbahn um die Erde landen, je nachdem, wie sie gesprungen sind. In diesem Fall müssten sie sich auf den langsamen Rückgang ihrer Umlaufbahn verlassen, der durch Dinge wie Reibung in der verdünnten (aber immer noch vorhandenen) Atmosphäre und Einschläge von Mikrometeoren usw. verursacht wird. In den meisten Fällen würde dies für eine ausreichende Blutung nicht ausreichen der Geschwindigkeit, um die Person auf die Erde fallen zu lassen, bevor ihre Luftzufuhr erschöpft ist. Tatsächlich könnten sie eine ganze Weile (z. B. Jahre) im Orbit sein, bevor sie tatsächlich wieder in die Atmosphäre eintreten.

Da die Frage besagt, dass die Person die Umlaufgeschwindigkeit überwinden könnte, würde sie unter der Annahme, dass sie ihre Geschwindigkeit ausreichend reduzieren könnte, mit ausreichend hohen Geschwindigkeiten wieder in die Atmosphäre eintreten, dass die Reibung der Atmosphäre ihren Anzug ziemlich schnell abbrennen und sie ähnlich harten Bedingungen aussetzen würde .

PS Wikipedia hat einen guten Artikel über Faustregeln für erlebte Temperaturen.

UPDATE: Da sich die Regeln geändert haben, nachdem die ursprüngliche Frage gestellt wurde, und wir eine Art fortschrittliche Technologie in Betracht ziehen, werde ich die Antwort unter Vorbehalt in Ja ändern. Bei dieser Frage geht es nicht mehr um einen Absprung einer Person aus der Raumstation, sondern um die konkrete Ausgestaltung des Wiedereintrittsfahrzeugs. Wenn das Ziel darin besteht, einen beweglichen Anzug zu haben, wenn man mit dem Sprung fertig ist, dann gibt es nichts Physisches, das dies behindert. Es ist keine Frage der Physik mehr, sondern eine Frage der Technik. Das größte Hindernis ist natürlich der Hitzeschild und die Masse des Hitzeschildes. Der Wiedereintrittswinkel usw. wäre ebenfalls ein Schlüsselfaktor, aber die Technologie ist machbar, wie MOOSE gezeigt hat

UPDATE 2: Jetzt bin ich noch mehr davon überzeugt, dass die Antwort angesichts freier Gestaltungskriterien ja lautet. Reposting meines Kommentars an FrankH:

Ich denke, Ihr Beispiel ist in Ordnung, aber ich denke auch, dass Hebekörper skalierbar sind. Wenn wir also einen fortschrittlichen Anzug entwerfen wollten, könnten wir prinzipiell einen modifizierten Hebekörperansatz verwenden. Eine geeignete Schaumisolierung und -kühlung könnte verwendet werden, und der Taucher könnte ein ähnliches Wiedereintrittsprogramm wie das Space Shuttle verwenden . Ich wollte nur darauf hinaus, dass die Frage zu zweideutig war, um zu einer endgültigen Antwort zu gelangen.

Zur Verdeutlichung: Wenn ich mehrdeutig sage, meine ich, dass die Person, die die Frage stellt, zu viele undefinierte Einschränkungen hinterlassen hat.

Obwohl sich unsere Internationale Raumstation in einer erdnahen Umlaufbahn befindet, befindet sie sich in einer Höhe von etwa 350-400 km (die in der Exosphäre liegt). Um die Orbitalgeschwindigkeit zu überwinden, benötigt man zusätzlich zu seinem unter Druck stehenden Raumanzug einige spezielle Triebwerke. Denn er muss aus der mit rund 7000 m/s wirbelnden ISS aussteigen und abbremsen.

Anforderungen an den Raumanzug : Der von Ihnen bereitgestellte Anzug sollte extremen Temperaturen (Wiki sagt 200 C max) und niedrigem Luftdruck (der Dekompressionskrankheit verursachen könnte ) standhalten und auch eine ausreichende Sauerstoffversorgung bis zur Landung gewährleisten.

(Im Moment ist die beste Suite, die ich empfehlen würde, hier verfügbar . )

Wiedereinstieg: Vor dem Absprung aus einer so hohen Geschwindigkeit muss der Springer selbst abbremsen. Erfolgreiche Wiedereintritte könnten vorgenommen werden, wenn es der Raumsuite gelingt, entweder einige aerodynamische Bremsstunts auszuführen ( Kapseln oder kleine tragbare Cockpits wären besser für Schlepper ) oder ein Triebwerk (ich glaube, ich rüste den Anzug auf) zum Manövrieren ein Atmosphäre. Die einzige Herausforderung für den Wiedereintritt ist der Kampf gegen die Thermosphäre in der Exosphäre. Da dort auch die Luftdichte zu gering ist , wird er die Schallmauer bald leichter durchbrechen als Felix (damit Rang über ihm). Die Luftreibung wäre auch sehr gering, wodurch er hohe Geschwindigkeiten erreichen würde (weil nur$mg$wirkt hier). Sobald er in die Stratosphäre eintritt, erfährt er eine gewisse Luftreibung, die stetig zunimmt, wenn er verschiedene Schichten durchquert, und schließlich würde er die Endgeschwindigkeit von 50 m/s erreichen und dann seinen Fallschirm einsetzen, um sich selbst zu schmoren.

Wenn all das gut funktioniert, würde er definitiv überleben. Die größte Herausforderung ist der Wiedereinstieg, wo es besser ist, Drags zu verwenden. Sogar die NASA hat die Wiedereintrittshöhe auf 76 Meilen herabgesetzt, wo Luftreibung leicht wahrnehmbar wäre.

Das Ergebnis wäre ähnlich wie beim Wiedereintritt des Space Shuttles. Das Individuum würde starken Hitzebedingungen ausgesetzt sein und zu Asche verbrannt werden.