Verlangsamt sich die Geschwindigkeit der ISS zum Zeitpunkt eines Weltraumspaziergangs oder wird sie stationär?

Die Internationale Raumstation (ISS) umkreist sie mit fast 7,66 km/s. Wie führen Astronauten bei solch hohen Geschwindigkeiten Aufgaben außerhalb der ISS aus? Oder ist alles relativ, da Astronauten innerhalb und außerhalb der ISS die gleiche Geschwindigkeit (in Bezug auf die Erde) haben, die der Umlaufgeschwindigkeit der ISS entspricht?

Wie kann man auf einem Skateboard bleiben? Wie kann man übrigens auf der Erdoberfläche bleiben, die sich an den meisten bewohnten Orten mit Hunderten von Kilometern pro Stunde um die Erdachse bewegt?
Wenn es aufhört, fällt es.
Die Raumstation ist niemals schwerelos. Es erfährt fast so viel Anziehungskraft auf die Erde, wie Menschen auf der Oberfläche fühlen. -- Astronauten sind aus dem gleichen Grund schwerelos, aus dem Fallschirmspringer nicht voneinander wegtreiben, bis sie ihre Fallschirme öffnen: Sie fliegen alle gleich schnell, es sei denn/bis eine äußere Kraft auf sie einwirkt. Da es im Weltraum keinen Wind gibt, gibt es keine äußeren Kräfte. (Obligatorisches XCKD: what-if.xkcd.com/58 )
Wenn nichts anderes, bedenken Sie die Unannehmlichkeiten, die damit verbunden sind, von vielen Kilometern pro Sekunde bis zum Stillstand zu verlangsamen und wieder hochzufahren, wenn Sie fertig sind.
Keine Angst, aber jeder von uns kreist mit ~30 km/s um die Sonne und mit ~230 km/s um das Zentrum unserer Galaxie.
@EricDuminil Ich wollte zuerst den gleichen Kommentar abgeben, habe aber darauf verzichtet, weil es einen entscheidenden Unterschied gibt : Wir umkreisen die Sonne nicht nur mit dem Rest der Erde, weil wir uns auf derselben Umlaufbahn befinden (wir sind etwa ein Prozent davon entfernt). Erdrotation und Satelliten sind viel mehr ausgeschaltet); wir kommen mit, weil wir an die Schwerkraft der Erde gebunden sind. Im Gegensatz dazu übt die Raumstation keine nennenswerte Schwerkraft auf die Weltraumwanderer aus – sie befinden sich tatsächlich in sehr ähnlichen Umlaufbahnen.
@Peter-ReinstateMonica Eine Person, die von der Rückseite eines Zuges zur Vorderseite des Zuges geht, erfährt keine signifikante Anziehungskraft des Zuges. Aber sie bewegen sich trotzdem mit dem Zug mit und können ihre Relativgeschwindigkeit beliebig verändern. Relativgeschwindigkeit können wir im Alltag erfahren. Im Flugzeug, im Schiff, im Zug, auf dem Skateboard. Ich glaube nicht, dass es sich konzeptionell zu sehr von der Bewegung um die Sonne oder das Zentrum der Galaxie oder wo auch immer unterscheidet.
@Polygnome Sie haben Recht, das Konzept der relativen Geschwindigkeiten (oder vielmehr der relativen Ruhe) ist in allen Fällen gleich. Aber der Grund, warum wir uns im Laufe der Zeit nicht voneinander entfernen, ist ein anderer.
Wenn Sie ein anständiges Verständnis dafür bekommen möchten, wie das funktioniert, sollten Sie Kerbal Space Program spielen
@Ghedipunk The space station isn't weightless, ever.Dies ist nicht wirklich wahr, abgesehen von den technischen Einzelheiten, dass es sich um eine Mikrogravitationsumgebung und nicht unbedingt um einen perfekten Null-G-Rahmen handelt. Eine stabile Umlaufbahn ist eine echte Raumzeit-Geodäte, also ist alles, was dieser Flugbahn folgt, schwerelos. Ich denke, Sie versuchen, auf das Missverständnis hinzuweisen, dass sich die ISS in einer schwerkraftfreien Umgebung befindet , was nicht der Fall ist - obwohl sie und die Astronauten effektiv schwerelos sind.

Antworten (2)

Schauen wir uns das erste Gesetz von Newton an:

Gesetz I: Jeder Körper verharrt in seinem Zustand, in Ruhe zu sein oder sich gleichförmig geradeaus zu bewegen, es sei denn, er ist gezwungen, seinen Zustand durch gewaltsame Aufprägung zu ändern.

In der modernen mathematischen Sprache kann dies genauer gesagt werden.

In einem Trägheitsbezugssystem bleibt ein Objekt entweder in Ruhe oder bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit weiter, sofern keine Kraft auf es einwirkt.

Für ein EVA ist der Luftwiderstand vernachlässigbar. Wenn ein Astronaut die ISS verlässt, erfährt er keine Verlangsamung durch Luftwiderstand. Sie behalten einfach ihre Geschwindigkeit. Da sie vor dem Abflug zusammen mit der ISS um die Erde kreisten, werden sie nach dem Abflug zusammen mit der ISS umkreisen. Indem sie gegen die Griffe an der Außenseite der ISS drücken, können sie an Schwung gewinnen und sich auf der Oberfläche der Station bewegen.

Also nein, die ISS wird nicht langsamer oder stationär gegenüber der Erde. Aber die ISS ist für den Astronauten mehr oder weniger stationär.

Und natürlich gibt es das obligatorische XKCD (What-If? Orbital Speed), das Sie unbedingt lesen sollten!

Hoffen wir nur, dass sie während Orbitalmanövern keine Weltraumspaziergänge einplanen. Hoppla!
@gerrit Solange die Astronauten angebunden sind oder sich an einem Griff festhalten, ist das kein Problem. Die Beschleunigung aufgrund von Reboosts ist gering genug, dass Sie sich festhalten können, und Astronauten sind normalerweise auch angebunden. Aus offensichtlichen Gründen sind während Weltraumspaziergängen jedoch keine Neustarts geplant.
Newtons erstes Gesetz gilt hier nicht wirklich, weil die ISS nicht geradeaus fährt, sondern im Kreis, wobei ständig die Schwerkraft auf sie einwirkt. Auf den Astronauten wirkt jedoch die gleiche Kraft, sodass seine Flugbahn die gleiche bleibt wie die des Raumschiffs. Aber dies folgt hauptsächlich aus dem 2. Newtonschen Gesetz und dem Gravitationsgesetz.
@IMil respektvoll, ich bin anderer Meinung. Newtons erstes Gesetz ist genau der Grund, warum der Astronaut (fast) genau in der gleichen Umlaufbahn wie die ISS landet. Ja sicher, wie diese Umlaufbahn aussieht folgt aus den anderen Gesetzen, aber trotzdem. Da auf den Astronauten nichts einwirkt, endet es trotzdem.
@Polygnome was meinst du mit "es wirkt nichts auf den Astronauten"? ISS und Astronaut befinden sich nur 400 km über der Erdoberfläche. Die auf sie wirkende Schwerkraft beträgt etwa 90 % der auf dich und mich wirkenden Schwerkraft, daher erfahren sie ständig eine Beschleunigung von etwa 8,8 m/sec^2. Das ist ziemlich nicht zu vernachlässigen, und die ISS kann nach keinem Standard wirklich als Trägheitsbezugssystem bezeichnet werden.
@IMil Du weißt sehr gut, was ich meine. Die auf die ISS und den Astronauten wirkenden Kräfte sind gleich, abgesehen von sehr, sehr kleinen Unterschieden in der Schwerkraft und im Luftwiderstand. Es wirkt nichts anderes auf den Astronauten, also verhält sich der Astronaut genau wie die ISS, wenn nicht darauf eingewirkt wird. Und da wir Haltegurte und Griffe haben, werden alle winzigen Unterschiede in den Kräften während einer EVA ohnehin aufgehoben. Ich denke, meine Antwort beschreibt sehr intuitiv, warum der Astronaut nicht davonschwebt oder die ISS nicht anhalten muss. Wenn Sie damit nicht zufrieden sind, geben Sie bitte Ihre eigene Antwort ein.

Nicht nötig!

Astronauten umkreisen die Erde und bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie ihre Raumschiffe.

Dies gilt unabhängig davon, ob sie sich innerhalb oder außerhalb des Raumschiffs befinden.

Wenn sie also nach draußen gehen, fahren sie daran entlang, ohne dass sie langsamer werden müssen. Da sie sich in kreisförmigen Umlaufbahnen um den Erdmittelpunkt befinden, kehren sie natürlich sanft zum Schiff zurück, wenn sie 20 Minuten warten, da sich die Umlaufbahnen des Astronauten und des Schiffes an zwei Stellen schneiden. (Weitere Informationen zu diesen 20 Minuten finden Sie unter Wie schätzt man ab, welcher Astronaut nach einer Umlaufbahn am weitesten von der ISS entfernt ist? )

Das liegt daran, dass sich jede Umlaufbahn in einer anderen Ebene befindet, die durch den Erdmittelpunkt verläuft.

Hier sind einige Fotos von Was ist der weiteste Abstand, den ein „menschlicher Satellit“ von seinem Raumschiff entfernt hat? und einige Lieblingsvideos von Space Exploration SE, um dies zu veranschaulichen

NASA-Video von McCandless: Astronaut Bruce McCandless II Floats Free in Space , Video und vieles mehr: NASA Remembers Astronaut Bruce McCandless II .

Astronaut Bruce McCandless II bei einem Weltraumspaziergang

oben: „Dieses Foto vom 7. Februar 1984, das von der NASA zur Verfügung gestellt wurde, zeigt den Astronauten Bruce McCandless II, der an einem Weltraumspaziergang wenige Meter von der Kabine des erdumkreisenden Space Shuttle Challenger teilnimmt und dabei eine stickstoffbetriebene bemannte Manövriereinheit verwendet.“ Foto: AP. Von hier

unten: "Am 12. Februar 1984 wagte sich Bruce McCandless ungehindert aus der Sicherheit seines Raumschiffs, was kein früherer Astronaut getan hatte. Er konnte es wegen eines brandneuen, düsenbetriebenen Rucksacks." Foto: NASA. Abgeschnitten von hier .

Bruce McCandless wagte sich ungehindert aus der Sicherheit seines Raumschiffs

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