¿Podría un astronauta usar un arma similar a un arpón para evitar alejarse de una nave?

El problema con lo que propone, una especie de arpón con probablemente un proyectil atado a la cabeza magnética y de punta blanda para que no dañe / penetre el casco de la estación y aún así lo retenga una vez que lo alcance, es que el disparo de un cinético proyectil en una dirección lo impulsaría con la misma fuerza en la dirección opuesta, ya que no hay nada a lo que agarrarse en una órbita de caída libre alrededor de la Tierra y la ley de conservación de la cantidad de movimiento implícita en la tercera ley del movimiento de Newton establece que: "cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce simultáneamente una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta a la del primer cuerpo" .

                      ^{3ra Ley del Movimiento de Newton: Para cada acción hay una reacción igual y opuesta}

Ahora, el proyectil probablemente sería mucho más liviano que el suyo y la masa total en reposo del traje extravehicular , por lo que el dardo seguiría propulsándose en relación con su punto inicial más rápido hacia la estación de lo que sería empujado hacia el otro lado (con una magnitud de lineal impulso siendo$p = mv$, dónde$m$es la masa del objeto y$v$su velocidad), pero dado que ya se está moviendo con cierta velocidad alejándose de la estación, de lo contrario no tendría estos problemas para comenzar, la diferencia podría no ser suficiente y posiblemente no tendría una cuerda lo suficientemente larga para alcanzar la estación. Y realmente deberías tratar de no tirar de la correa mientras sigues volando hacia la estación espacial y, sin saberlo, reducir su velocidad y hacer que se tuerza y ​​se doble.

Apuntar tampoco sería fácil, ya que tendrías que disparar desde el centro de tu masa perpendicular a los dos ejes restantes que el que estás disparando, no para simplemente terminar en un giro incontrolable. En el momento exacto también, ya que lo más probable es que ya esté girando en relación con la estación como resultado de su separación inesperada de ella. Para decirlo de otra manera, por ejemplo, si estuvieras parado sobre hielo y dispararas un arma con tu mano derecha a la altura de tu cintura, incluso si lograras mantener el equilibrio después de que el arma retrocediera (algo que no serías capaz de hacer en la microgravedad de espacio, recuerda, no hay nada a lo que aferrarse), terminarías girando en el sentido de las agujas del reloj sobre el hielo y solo un pequeño arrastre del hielo en tus zapatos finalmente te detendría.absorbe su momento angular . La física detrás de esto se explica un poco más en el artículo de LiveScience sobre ¿Qué pasaría si dispararas un arma en el espacio?

De todos modos, hay mejores formas y se investigó mucho para desarrollar varias unidades de propulsión de astronautas que se mejoran constantemente a lo largo de la historia de la exploración espacial tripulada. Sin embargo, lo que es común a todos ellos es que intentan controlar el movimiento relativo en los tres ejes, y su cabeceo, balanceo y guiñada .

   ^{Edward H. White II durante la salida de Gemini-Titan 4 de la nave espacial que transportaba una unidad de maniobra manual (Fuente: Wikimedia)}

Las primeras versiones de las unidades de propulsión de los astronautas eran portátiles y no resultaron demasiado intuitivas para controlar y tenían una cantidad demasiado limitada de propulsor para ser realmente de mucha utilidad, excepto para proporcionar un breve entretenimiento para algunos y una leve molestia para otros de sus primeros probadores de astronautas (ellos solo se probaron mientras los astronautas estaban atados al vehículo espacial), pero las versiones posteriores (por ejemplo, la Unidad de maniobra tripulada ) evolucionaron para ser más fáciles, más intuitivas de maniobrar y llevar cantidades útiles de propulsor a bordo para permitir excursiones más cortas en el vehículo espacial. vecindad.

El último desarrollo en unidades de propulsión de astronautas ( Simplified Aid for EVA Rescue o SAFER) es una mochila propulsora aún más avanzada con capacidad para estabilizar automáticamente la rotación incontrolada de su portador.

   ^{El astronauta Rick Mastracchio trabajando con un sistema SAFER adjunto. (Fuente: Wikipedia en SAFER: Ayuda simplificada para rescate EVA )}

Ahora es un equipo estándar que llevan todos los astronautas que caminan por el espacio en una Unidad de Movilidad Extravehicular (EMU) durante su Actividad Extravehicular (EVA) en la Estación Espacial Internacional (ISS). Sin embargo, es un dispositivo de autorrescate y solo se usaría en caso de emergencia. No está diseñado como un dispositivo de movilidad para ayudar a los astronautas durante las condiciones normales de EVA, y los caminantes espaciales de la ISS están atados a la estación espacial y usan agarres de seguridad en su casco exterior para empujar.