Dieses Video kann helfen, Ihre Frage zu beantworten. Ab etwa 00:24 Uhr können Sie einen Astronauten sehen, der um das "Laufrad" von Skylab (ein frühes NASA-Raumstationsprogramm, das den Apollo-Mondlandungen folgte) herumläuft. Im Grunde sagte die NASA den Astronauten nach einiger Zeit, sie sollten aufhören, so herumzulaufen, weil dadurch mehr Treibmittel verwendet werden mussten, um Skylabs korrekte Haltung (Orientierung) im Weltraum aufrechtzuerhalten (zumindest wurde mir das gesagt ... es würde schön, eine Referenz zu finden, um diese Behauptung zu untermauern).

Wie auch immer, die kurze Antwort lautet ja, die körperliche Aktivität eines Astronauten in einem Raumschiff kann seine Ausrichtung und sogar seine Umlaufbahn absolut beeinflussen. Ob es sich um einen großen oder kleinen Effekt handelt, hängt von der Menge und Art der Aktivität und (am wichtigsten) der Größe des Raumfahrzeugs ab. Selbst auf der ISS werden Astronauten jedoch angewiesen, einige Aktivitäten zu vermeiden oder sogar ganz einzustellen, da sie sich nachteilig auf die Menge an Treibstoffen auswirken können, die für die Lagekontrolle verwendet werden (ich habe einige Erinnerungen an solche Anweisungen während meiner Zeit im ISS-Programm ). Ein weiteres Problem ist, dass die Aktivitäten eines Astronauten die auf der ISS durchgeführten Mikrogravitationsexperimente beeinflussen können. Diese werden in der Regel über einen bestimmten Zeitraum durchgeführt,

Es ist nicht wirklich einfach, die Start- und Endgeschwindigkeiten eines Astronauten zu analysieren und anzunehmen, dass die Nettoänderung Null ist. Wenn Sie es in Bezug auf kinetische Energie betrachten, überträgt ein Astronaut ständig kleine Mengen kinetischer Energie auf sein oder ihr Raumschiff (die Energie, die aus chemischen Bindungen in der Nahrung, die er oder sie isst, in kinetische Energie aus der Arbeit umgewandelt wird). oder ihre Muskeln tun). Änderungen der kinetischen Energie implizieren natürlich eine Änderung der Geschwindigkeit [E = (0,5) m * v^2]. Im Durchschnitt heben sich diese Geschwindigkeitsänderungen höchstwahrscheinlich gegenseitig auf, wenn sie nicht in einer konsistenten Richtung angewendet werden. Aus diesem Grund gibt es aufgrund dieser Bewegungen keine große Gesamtänderung in der Umlaufbahn eines Raumfahrzeugs. Die Bewegungen können jedoch durchaus kleine Änderungen in der Ausrichtung des Raumfahrzeugs verursachen,

Ich möchte jedoch hinzufügen, dass diese Effekte (dh die Astronautenbewegung) wahrscheinlich nicht die größte Ursache für Lagestörungen bei einem Raumfahrzeug sind. Ich bin nicht wirklich ein Experte für Lageregelung, daher kann ich Ihnen die relative Größe der verschiedenen Störungen nicht sagen, aber eine der größten (für Raumfahrzeuge in niedriger früher Umlaufbahn) ist tatsächlich der Luftwiderstand, der durch die dünne Atmosphärenschicht verursacht wird in solchen Höhen vorhanden.

Andere interne Aktivitäten als die Aktivierung der Laufwerke haben minimale Auswirkungen.

Attitüde

Wenn jeder in einen runden Bereich geht und beginnt, die Wände zu laufen, beginnen sich die Wände (langsam) in die entgegengesetzte Richtung zu drehen; Dies ist möglicherweise nicht genau, da sich die Station um ihren eigenen Massenmittelpunkt drehen möchte, aber sie wird versuchen, sich so nah wie möglich am Gegenteil zu drehen.

Beschleunigung der Wärmestrahlung.

Wenn eine interne Aktion erhebliche lokalisierte Wärme erzeugt, wird die Strahlung dieser Wärme von den nahe gelegenen Außenwänden einen sehr kleinen Schub liefern. Zum Vergleich: Die asymmetrischen thermischen Belastungen der Pioneer-Sonden reichten aus, um 400 km/Jahr Positionsunterschiede vor der Küste zu erzeugen; das sind 8e-10 m/s² (0,8 Nanometer pro Sekunde pro Sekunde).

Beachten Sie, dass diese Kraft im inneren System durch andere Wechselwirkungen in den Schatten gestellt wird, aber ein echter Effekt ist, den die Besatzung verursachen könnte.

Kinetische lineare Beschleunigung

Jede kinetische Beschleunigung durch den Abstoß einer Seite wird durch den Aufprall auf die andere Seite aufgehoben, abgesehen von der sehr sehr geringen Menge, die durch Reibung mit der inneren Atmosphäre in Wärme umgewandelt wird. Aber um auf Additiv zurückzusetzen, schlagen Sie ungefähr die gleiche Menge in die andere Richtung ab, für ein langfristiges Netto von 0 Beschleunigung (mit Ausnahme einer asymmetrischen thermischen Belastung).

Körperliche Aktivität kann ein Raumfahrzeug absolut von innen beeinflussen, und es werden Maßnahmen ergriffen, um die Auswirkungen zu mildern.

An Bord der Internationalen Raumstation gibt es einige Trainingsgeräte, die die Insassen nutzen, um fit zu bleiben und die Knochenstärke zu erhalten: das Advanced Resistive Exercise Device (ARED) , das Fahrradergometer mit Vibrationsisolations- und Stabilisierungssystem (CEVIS) und das Laufband mit Vibrationsisolation und Stabilisierungssystem (TVIS) . Das sind alles wirklich ausgefallene Namen für ein Gewichthebergerät, ein Heimtrainer und ein Laufband.

Diese Maschinen werden nicht an die Wand geschraubt, weil sie keine unerwünschten Vibrationskräfte auf die Solarfelder übertragen wollen. Sunita Williams liefert in ihrem Abschiedsvideo eine tolle Erklärung :

Sie werden wahrscheinlich sehen, dass das Fahrrad ein wenig herumhüpft. Wenn ich es bewege, ist es nicht stabil und hält fest an der Wand. Der Grund dafür ist, dass die Raumstation ziemlich groß ist; Sie haben gesehen, dass es auch Solaranlagen auf der Raumstation gibt. Wenn wir anfangen, Kräfte in die Raumstation zu schicken, werden diese Solaranlagen ein wenig herumspringen. Um das zu verhindern, hüpfen die Maschinen ein wenig herum und bewegen sich ein wenig. Auf diese Weise üben wir keine Kräfte auf die Struktur des Raumfahrzeugs bis hin zu den Solaranlagen aus.

Sie fährt fort, um 13:26 die ARED zu demonstrieren, die ebenfalls herumschwebt.

^{Alle Bilder mit freundlicher Genehmigung der NASA. Klicken Sie auf eine davon, um die volle Auflösung zu erhalten}