He leído que antes del lanzamiento todas las personas y herramientas están sujetas para evitar que un cohete pierda el equilibrio. ¿Por qué la ISS no comienza a girar mientras los astronautas caminan dentro de ella? ¿O existe algún mecanismo de compensación para que mantenga su orientación?
Considere las diferencias en masa. Una persona pesa, digamos, 100 kg para mantenerla redonda.
La ISS pesa 420.000 kg en este momento. (Por supuesto, cambia a medida que se agregan, eliminan, modifican módulos, llega carga útil, se va).
Ese es un efecto muy bajo que cualquier persona puede tener. Solo hay 6 tripulantes en la ISS a la vez, por lo que su efecto de torsión es bastante bajo.
Independientemente, hay 6 (?) giroscopios de control que gestionan la orientación de la estación. Al igual que los giroscopios del Hubble, parecen propensos a fallar y varios han tenido que ser reemplazados a lo largo de los años.
A person is say 100 kilos to keep it round.
¿Persona esférica? ¿En un aspirador?¿Por qué la ISS no comienza a girar si la gente entra?
La ISS ya está girando. Su período de rotación se ha establecido en 93 minutos para coincidir con su período orbital y mantener un lado de la estación apuntando permanentemente a la tierra. Los astronautas en movimiento no harán que empiece a girar, sino que alterarán su giro.
Podemos considerar dos efectos diferentes que un astronauta podría tener en la estación: (1) un cambio permanente en su estado de rotación, o (2) un cambio temporal.
Un ejemplo de un cambio permanente sería si un astronauta toma un equipo masivo de una parte de la estación que está lejos del eje, lo lleva a un punto en el eje y lo deja allí. Esto reduce el momento de inercia de la estación y, por lo tanto, aumenta permanentemente su velocidad de rotación debido a la conservación del momento angular. Este cambio persistirá hasta que sea contrarrestado por una redistribución compensatoria de la masa lejos del eje o posiblemente por el uso de CMG o propulsores.
Un ejemplo de un cambio temporal sería un astronauta moviendo su propio cuerpo más cerca del eje y luego retrocediendo. Debido a que el cambio es temporal, solo termina cambiando la fase de la rotación. Eso no es deseable, porque quieren mantener la misma orientación con respecto a la tierra.
En principio, es posible que un astronauta haga algo como moverse rápida y continuamente en un círculo a una distancia fija del eje, para robar o donar una cantidad significativa de momento angular a la estación. El efecto sería temporal, y la geometría de la estación espacial no parece muy útil para tratar de realizar dicho circuito.
Los movimientos de los astronautas también podrían causar que la rotación de la estación se mueva o se tambalee. Esto presumiblemente sería corregido por los CMG.
Los CMG (Control Moment Gyros) tienen que compensar el movimiento del astronauta. En el Centro de Control de la Misión, era posible saber si los astronautas estaban despiertos, según cómo estaban operando los CMG (cuatro de ellos). Pero los movimientos son muy pequeños. Los CMG no requieren ningún combustible para su funcionamiento general, pero periódicamente se "saturan" y luego se requiere una quema de desaturación. Cada uno de los CMG se puede apuntar de forma independiente. Entonces, inicialmente apuntan en diferentes direcciones. Si se requiere una rotación, se mueven para tener un momento angular neto opuesto a eso, lo que hace que el vehículo gire (o deje de girar). Con el tiempo terminarán todos alineados en la misma dirección que es la "saturación".
Durante un lanzamiento, todo está asegurado porque un cohete acelera muy rápido (3G o más), por lo que cualquier objeto suelto "cae" muy rápido y golpea con fuerza, lo que podría dañar equipos importantes.
Los cambios en el centro de gravedad tienen efectos similares durante el lanzamiento debido a esta gran aceleración.
En órbita, las fuerzas son mucho más pequeñas en comparación. Debido a que todo está en gravedad 0, solo necesitas pequeñas fuerzas para moverte. Además, las fuerzas generalmente están equilibradas. Te mueves alrededor de la estación empujándote en un lugar y luego volando hacia la siguiente pared donde te detienes aplicando la misma fuerza en la dirección opuesta.
A pesar de esto, la actitud de la ISS se controla mediante giroscopios (y propulsores, si es necesario).
Rainer P.
uwe
luan
UH oh
UH oh
Dan
smci
Dan
uwe