Насколько велики приливные ускорения внутри МКС?

Этот вопрос касается помещения объекта в состояние покоя на Международной космической станции. Но МКС — это большой объект, достаточно большой, чтобы гравитация на нем колебалась и вызывала приливные силы , которые могут разгонять объекты от того места, где они были оставлены.

Насколько велики приливные ускорения на МКС? Достаточно ли они велики, чтобы заметно перемещать предметы к потолку и полу и внутрь с концов?

Ответы (2)

Приливные силы возникают из-за градиентов гравитационных полей.

Вдоль горизонтальной оси станции расстояние до Земли остается неизменным, поэтому градиента и, следовательно, приливных сил нет.

Чтобы найти градиент по вертикальной оси, мы можем просто использовать производную.

( мю р 2 ) ′ "=" − 2 мю р 3

На радиусе орбиты МКС это работает до градиента 2,6 ⋅ 10 − 6 с − 2

МКС довольно плоская, поэтому вы можете умножить этот градиент только на несколько метров между «полом» и «потолком» в модулях, поэтому в порядке ≈ 10 − 5 м / с 2

Это примерно на величину больше, чем ускорение из-за аэродинамического сопротивления станции. ≈ 10 − 6 м / с ²

Однако это не доминирующее ускорение на станции. Потерянные вещи попадают в воздушные фильтры.

edit : спасибо, угу, что напомнили мне, что есть третья ось, которую следует учитывать, ось север-юг. Жесткость здесь должна давать небольшой эффект, меньший, чем на вертикальной оси, но она не нейтрализуется орбитальной скоростью, как это происходит при движении вперед-назад по оси. Вот страница НАСА, отображающая все 3 оси.

Нет ли уклона вдоль станции из-за изменения направления «вниз»?
Было бы, если бы станция не была на орбитальной скорости.
Градиент по горизонтальной оси вдвое меньше градиента по вертикальной оси, но ISS гораздо более растянут по горизонтали, чем по вертикали. Минус один.
Должен быть уклон по длине, если только станция не изогнута, чтобы соответствовать профилю круга радиусом 400 км. Если вы предполагаете, что он прямой и «горизонтальный», то концы должны быть примерно на 170 см дальше от Земли, чем середина.
@hobbs, это просто другой способ создать разницу в росте.
@hobbs: я думаю, вы пропустили там несколько цифр. И забыл включить радиус Земли. В частности, чтобы получить перепад высот 170 см, похоже, вы использовали радиус орбиты 400 метров, а не 400 + 6371 километр . При правильном радиусе я получаю перепад высот около 0,1 мм между концами МКС и серединой.

Обновление: это не прямой ответ на заданный вопрос (спасибо @ruakh за указание на это в комментариях), а скорее дополнительный ответ, который описывает другой гравитационный фактор, который может повлиять на движение объекта, покоящегося внутри МКС.

Согласно этой статье НАСА , объект будет двигаться внутри МКС из-за взаимной гравитационной силы между объектом и МКС.

В статье предполагается, что в силу общего закона притяжения масс при отсутствии других возмущений (таких, как движение воздуха внутри станции) любой объект внутри МКС, независимо от того, движется ли он относительно МКС или без нее, в конечном итоге окажется в покое. касаясь стенки, ближайшей к общему центру масс (объекта и МКС):

Общий закон притяжения масс действует даже для самой космической станции и заставляет все массы притягиваться к общему центру масс; однако из-за относительной незначительности всей массы они притягиваются с таким чрезвычайно малым ускорением, что на преодоление всего одного метра уходят часы. Однако незакрепленные предметы в конечном итоге ударятся об одну из стен комнаты либо в результате этого, либо другого их случайного движения, и либо сразу же останутся на этой стене, либо, если их скорость была достаточно велика, снова и снова отскочат назад среди стены комнаты в зависимости от степени упругости плавают взад-вперед, пока их энергия движения постепенно не будет израсходована и они также не остановятся на одной из стен. Поэтому все предметы свободно подвешенывнутри космической станции со временем будут приземляться на стены ; точнее, они будут приближаться как можно ближе к общему центру масс конструкции.

Это явление может длиться часами, а иногда и многими днями, и достаточно было бы даже слабого сквозняка, чтобы помешать ему и/или оторвать предметы от стены , где они уже покоятся, но лишь очень слабо прилипли, и смешать их всех.

ОП спрашивает о влиянии различий в гравитационном поле Земли (объект, который находится немного дальше от Земли, чем центр масс МКС, будет чувствовать немного меньшую гравитацию, чем МКС, и, следовательно, дрейфует наружу относительно МКС; и наоборот с тем, который немного ближе), тогда как эта статья о влиянии собственного гравитационного поля МКС (объект внутри или рядом с МКС будет притягиваться к центру масс МКС). Но хорошо упомянуть последнее, потому что первое кажется спорным, если оно затмевается последним (что, не знаю, если это так).
@ruakh спасибо за комментарий. Можно ли с уверенностью предположить, что есть по крайней мере 4 фактора, которые вызывают относительное движение между «неподвижным» объектом внутри МКС и самой МКС?: 1) разница в радиус-векторе, т.е. расстояниях центра масс объекта и МКС /тяготение к центру Земли; 2) взаимное гравитационное притяжение между объектом и МКС, если ЦГ объекта не находится точно в том же месте, что и ЦГ МКС; 3) изменение траектории/скорости МКС из-за атмосферного сопротивления, в то время как объект внутри не испытывает сопротивления; 4) силы за счет циркуляции воздуха внутри МКС.
Да, это правильно.
Насколько велики приливные ускорения внутри МКС?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v