Анна Рейс
июль 2017.
14554

Сколько человек будет падать/лететь, если его кинуть в открытом космосе?

Ответить
Ответить
Комментировать
1
Подписаться
2
5 ответов
Поделиться

Надеюсь случай космо-садизма, когда человека без скафандра выталкивают в открытый космос, не предполагается в вопросе. Тогда ответ зависит от начальных условий: где в Солнечной системе? С какой начальной скоростью? В каком направлении? Каков запас энергии, воздуха, воды и пищи имеется у космонавта в скафандре? Очевидно, что последние 4-е фактора самые ключевые. В принципе, положение космонавта безнадежное и после завершения запасов или воды, или пищи, или воздуха, или энергии, он погибнет. Тело в скафандре замёрзнет, превратившись в лед.

Когда-то давно мне попался рассказ о группе космонавтов, разлетающихся в разные стороны от аварии и взрыва космического корабля в Солнечной системе. Персональные их компьютеры показывали, что только один из них летит по траектории падения на Землю. Через несколько лет он должен был упасть на нее метеоритом. Все жутко ему завидовали. Запасов энергии у каждого из них было на несколько часов. Грустный вопрос, грустная история.    

30

"Калейдоскоп" Рэя Бредбери

+14
Ответить
Прокомментировать

Если кому интересно, что это за рассказ: Рэй Брэдбери - Калейдоскоп. Довольно грустный, я предупредил. 

О, привет, ровно сто сорок символов...

22
Прокомментировать

Сколько времени он будет падать? Давайте посчитаем. На секунду представим что атмосферы нет и ничто не будет мешать. Формула Ньютона простая: время в квадрате = 2*расстояние/ускорение. Ускорение свободного падения постоянное, 9.8 м/с. Возьмём за расстояние высоту в 100 км. Там точно космос. Т в квадрате = 2*100.000метров/9.8 = 20408. Извлекаем квадрат , получаем т = 142 секунды. Быстро, да? При этом скорость во время удара будет ~ 1400 м/сек. При такой скорости выделиться энергии при ударе 69 МегаДжоулей, или 16 кг тротилового эквивалента.

Но это всё если бы атмосферы не было. Так как атмосфера есть, то падение будет тормозиться, при чём чем быстрее лететь тем сильнее будет торможение, пока на определённой скорости сила торможения не сравняется с ускорением свободного падения, и в итоге человек перестанет ускоряться, и станет лететь с постоянной конечной скоростью. 

Формулы довольно сложные, поэтому воспользуемся https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/termv.html

Введём массу человека в 70 кг, площадь поверхности в 0.3 кв. м. (Допустим что он будет лететь солдатиком и держать руки по швам, и учтём выпуклости разные на скфандре) В зависимости от высоты получим  максимальную скорость: 100м от земли - 73 м/сек, 1000м - 74 м/с, 10000м - 84м/с, 20км - 99м/с, 30км - 119м/с. Выше 30км сайт не показывает, т.к. атмосферы там почти нет, и можно для нашего рассчёта пренебречь. 

Итак, падая с высоты 100км, первые 70км он пролетит очень быстро, непрерывно ускоряясь, пока не долетит до высоты 30км. Там он очень резко замедлиться до скорости 119м/с, и далее будет падать постепенно замедляясь, пока не достигнет земли на скорости ~73м/с. Сколько ж это займёт? 

Первые 70 км он пролетит за 119 сек. (См. формулу выше). При этом его скорость на подходе к отметке 30км будет 1170м/с. За несколько секунд она упадёт до 119 м/с (Это естественно если скафандр жаропрочный, так как удар об атмосферу будет сильный). Далее 30км скорость будет уменьшаться со 119 до 73 м/с. К сожалению, сопротивление не линейное, рассчитать точно на вскидку не получиться. Но если предположить что скорость ровнолинейно падает от 119 до 73 (а не по кривой), и что человек не машет руками и не переворачивается, то можем рассчитать сколько он будет лететь оставшиеся 30 км - 312 сек. Итого: 119с +5с на торможение+312с = 436 секунд или 7 минут.

Мировой рекорд прыжка с парашютом был с высоты 40км, и занял 15 мин, из них свободное падение - 4 с половиной минуты.

Удачного полёта!

7
Прокомментировать
Читать ещё 2 ответа
Ответить