Предисловие: На Земле с помощью гравитации я могу легко привязать гаечный ключ к веревке, затем раскрутить его, как лассо, и отпустить в любой момент, чтобы отбросить гаечный ключ и веревку от меня в воздух. Я хочу знать, возможно ли нечто подобное в космосе.
Я знаю, что движение в пространстве осуществляется за счет дельта-V, что обычно означает, что для того, чтобы куда-то попасть, нужно что-то оставить. Я просто пытаюсь выяснить, всегда ли так должно быть.
Допустим, я нахожусь всего в шести футах от своего космического корабля, когда понимаю, что забыл привязать трос. Привязь около двадцати футов в длину и намотана на катушку, соединенную с моим костюмом. У меня нет возможности проткнуть скафандр, и я двигаюсь с нулевой относительной скоростью относительно своего космического корабля. Предположим, я использовал свой MMU, и у него просто закончилось топливо, как только я догнал космический корабль, но остался в шести футах от него. Теперь я хочу добраться до космического корабля, на котором есть много цепких поверхностей, которые я могу использовать, чтобы вернуться внутрь, пока я могу дотянуться до них. У меня тоже есть очень массивный ключ. Есть ли у меня варианты?
Допустим, я прикрепляю гаечный ключ к тросу, наматываю все 20 футов троса, но затем хватаю его так, чтобы гаечный ключ был прикреплен примерно в трех футах от моей руки. Это оставляет 17 футов провисания от моей руки до точки, где она прикреплена к моему костюму. Теперь я хочу изо всех сил толкнуть (бросить) ключ в сторону корабля. Это отодвинет меня от корабля на некоторое расстояние, но затем я хочу попытаться запустить гаечный ключ, вращающийся в стиле лассо, перпендикулярно кораблю (т.е. радиус круга будет идти от меня к кораблю). Предполагая, что я могу заставить гаечный ключ двигаться в стиле лассо, я бы отпустил трос как раз в тот момент, когда гаечный ключ двигался к кораблю, а затем позволил ему тянуть трос и меня вместе с ним. Когда это произойдет в космосе, отшвырнет ли меня в противоположном направлении с такой же силой?
Идея, к которой я стремлюсь, состоит в том, что я могу придать много энергии вращательному движению гаечного ключа с помощью моей техники лассо. При этом я сжигаю калории, а не создаю энергию. Я преобразовываю свою накопленную энергию в кинетическую энергию в системе вращающегося лассо. Возможно ли это сделать в космосе? Нарушаю ли я какие-либо законы физики, пытаясь использовать угловой момент для создания линейной скорости?
Я понимаю, что если я брошу гаечный ключ, а затем потяну гаечный ключ, я получу чистое движение, равное нулю относительно моей начальной точки. Если гаечный ключ имеет достаточно меньшую массу, чем моя, то, возможно, я мог бы заставить гаечный ключ двигаться от меня достаточно быстро, чтобы достичь космического корабля, прежде чем я отойду дальше, чем длина троса, и надеюсь зацепить что-нибудь на корабле. Может быть, на гаечном ключе есть магнит. Я не знаю. Возможно, у меня есть с собой гироскоп, за который я могу держаться, чтобы начать маневр лассо.
Самый простой способ думать об этом, вероятно, состоит в том, что, поскольку на вас не действуют внешние силы, ваш общий центр масс не может двигаться. Никакая гимнастика не может этого изменить. Лучшее, на что вы можете надеяться, это бросить ключ прямо в космический корабль. Таким образом, вопрос только в том, где должно быть ваше тело, когда гаечный ключ находится у космического корабля, чтобы весь COM оставался неподвижным? Это просто вопрос соотношения масс. Если вы и ваш костюм весите в сто раз больше, чем ваш гаечный ключ, ваша эффективная досягаемость будет в 20 раз больше. .
Вращение гаечного ключа на веревке, как лассо, не очень продуктивно: он оставляет вас вращаться в положении, противоположном вращению гаечного ключа вокруг вас. На земле вы можете крутить лассо над головой, потому что вы можете приложить крутящий момент ногами к земле. В космосе вы можете вращать что-то только вокруг своего центра масс. Очень скоро вы запутаетесь в веревке и перестанете крутиться.
Чистое изменение: вы выглядите так, будто столкнулись с голодным пауком.
Бросить гаечный ключ в корабль , с тросом или без него, является формой самоубийства.
Гаечный ключ будет двигаться к кораблю, и вы будете двигаться пропорционально от корабля.
Если трос закончится до того, как ключ коснется корабля, вы ничего не выиграете и не потеряете, кроме времени. Вытащив гаечный ключ, потянув за веревку, вы вернетесь к исходной точке.
Чистое изменение: только некоторые потраченные усилия и время, никаких изменений в позиции.
В худшем случае: если гаечный ключ УДАРЯЕТ корабль , он остановится и, возможно, немного отскочит назад. В процессе придания кораблю небольшого движения и уменьшения импульса вы можете оправиться от гаечного ключа с помощью троса.
Чистое изменение: вы и ваш гаечный ключ дрейфуете от корабля с медленной, но постоянной скоростью.
Есть два способа спасти себя:
вы можете зацепиться за что-нибудь на корабле, используя магнит на гаечном ключе, или запутаться в его тросе вокруг части корабля. Обратите внимание, что это лучше сработать с первой попытки, так как это всего лишь частный случай удара по кораблю гаечным ключом.
Чистая сдача: вас унесет прочь, если только коряга с кораблем не сможет вас втянуть.
Или наилучший возможный сценарий:
развяжите гаечный ключ. Прощай любимый инструмент.
Аккуратно бросьте гаечный ключ ОТ корабля. Он уплывет вдаль, и, надеюсь, его больше никогда не увидят.
Тем временем вы будете дрейфовать в противоположном направлении с такой же скоростью. Когда вы массируете больше, чем гаечный ключ, вы будете дрейфовать медленнее. Медленно хорошо, оно дает больше контроля. В конце концов, вы осторожно доберетесь до корабля. Теперь у вас есть один шанс ухватиться! . Вот почему вы бросили гаечный ключ очень осторожно, так что вы будете двигаться медленно, когда доберетесь до корабля, давая достаточно времени, чтобы обезопасить себя.
Чистое изменение: вы спасаете себя и приговариваете мистера Ренча к глубинам космоса.
Qмеханик
Джон
том10