宇航员在空间站外工作时,能不能感觉到空间站的速度很快呢?

如题所述

第1个回答  2022-06-17
能,但大部分都是间接感觉到的。

比如在国际空间站上每90分钟就进行完一次昼夜更替。国际空间站在距离地面400公里的高度上运行,每90分钟就绕地球一圈。这样在空间站里,过四十多分钟就天黑了,再过四十分钟就天亮了。所以这样能感觉出来空间站的移动速度很快。

在俯视地球的时候下发有其他航天器做参照的话,也能直接看出来空间站的速度很快。比如飞来交汇对接的货运飞船,凝视它的时候就能看到背后的地面速度很快。

再或者就是被其他碎片撞击的时候能感觉到速度快了。为了防止这些,他们还加装了防护板。即使轨道和空间站高度差不多的,相撞时相对速度也有几百米每秒。如果是逆行的或者高的椭圆轨道碎片,撞击速度还能达到十几公里每秒。

航天员与空间站在一起,就是在一个惯性系里,因此航天员相对于空间站是相对静止的,他们移动的速度只是相对于空间站而言。
国际空间站轨道近地点为400.2公里,远地点为409.5公里,每92.65分钟绕地球一圈,线速度约每秒7.7公里。但在这个惯性系里,所有的物质都是以同样的速度在运行,所以相对于国际空间站的速度就是0。

国际空间站大约一个半小时就绕地球一圈,也就是一个半小时就经历了一个白天和黑夜,乘员们都能意识到这是空间站运行导致的。

但从感觉上并不会觉得很快。航天员出舱工作,他们的移动速度只是相对于空间站而言,移动一米就是一米,感觉不到快慢。

这有点像我们坐在高铁上,高铁的移动速度约每秒80多米,你在高铁里面能感觉到自己速度很快吗?你在列车里行走只是相对于高铁车厢在运行,走一米就是一米,并没有感觉到自己以每秒80米的速度运行。但这时你看看窗外,就能够知道列车在运行,这是应为看到窗外不同的参照系在朝着列车行进方向反向移动。

如果有人爬到列车之外,除了看到其他参照系的移动,也会感觉到很快。
当然如果真有这么作死的人爬到高速行驶的高铁之外,那他很可能看不到其他参照系快速后退了,因为巨大的风力可能立即把他撕碎吹死了。

地球上有稠密的大气,高铁高速行驶时每秒80米以上的速度,车外空气并不是列车这个参考系里的物质,因此是以列车同样速度相对而行,这个风速多大呢?地球上最大风暴是强台风,每秒才50米左右,超强台风则在每秒51米以上。现在这个傻蛋要承受每秒80米以上的风速,不死才怪呢。

但在国际空间站就不一样了,虽然相对地球空间站移动速度很快,但由于地球巨大,空间站距离地球有那么远,能够看到地球约一半的范围,会看到地球景色从自己眼前缓缓滚动而过。但由于空间站不像列车行进总有些晃动,运行很平稳,就很难感觉到是自己在运动,地球本身又在自转,所以是这个参照系在动呢还是国际空间站在动呢很难判断。

在空间站轨道上,大气密度已经很低了,虽然对空间站的运行还是有影响,但出舱的宇航员们根本感觉不到有风,如果不看地球,基本就像没动一样,所以完全感觉不到正在以每秒7.7公里的速度运行。

尽管如此,航天员出舱活动还是很危险的。
太空垃圾、大大小小的陨石,随便遇到一件,那速度就是任何子弹炮弹都无法比拟的,只要遇到一个小豆子大小的东西撞击,就足以使穿着宇航服的航天员致命。虽然概率很小,但航天员们一辈子碰上一次,就没有下次了。

可以的,前提是宇航员没有蒙住眼睛。只要看看地球,就知道自己相对于地面是运动的。

可能题主不想听到我这样说,因为题主想问能通过身体感受到运动吗?

通过身体是无法感受到空间站运动的,虽然空间站相对于地球做速度大小不变,方向改变的变速运动,但依旧无法感知运动。

这就和你在地面上一样,如果不睁开眼看星空,依旧察觉不到地球的自转。

这个原理就是物理学中很重要的一个推论: 观察者如果不选取独立与参考系外的物体,那么无法得知自己是在匀速运动在还是静止。

扩张到广义相对论,观察者无法在一个密闭的空间中,察觉到自己是站在地面上的密闭空间还是以地球重力加速度在宇宙空间运动。
那么宇航员不看地球就真的无法感知到自己在高速运动吗?
其实有办法可以感知到,那就是空间站不断的变速,那么方向非均匀改变,要么大小非均匀改变。这样就和 汽车 上的刹车效果一样,宇航员身体会前倾。就会感受到空间站运动。

但是这样不是无事生非吗?在地球轨道上肆意变速,那可是变轨,弄不就脱轨了。所以这种事还是不要轻易尝试。

宇航员在国际空间站外面工作的时候,确实会感觉到空间站在移动,但是感觉到的速度并不是很快,可以称之为龟速,十分缓慢。

国际空间站大概93分钟绕地球一圈,其线速度是每秒7.7公里。这个线速度乍一看很快,已经是音速的22.6倍了。但其实在空间站中的人看来,他们的速度却是十分缓慢的。因为国际空间站是在高约8200千米的太空,且相对于地球运动的,此时我们不能够以线速度衡量它们的速度快慢,而是需要用角速度。93分钟绕一圈的角速度是1分钟运行3.9°,这基本上相当于乌龟爬行绕园圈的速度了。

可能很多人对此不慎理解,我们不防举个例子:在高速路上, 汽车 速度虽然很快,但是如果我们目光看向远方,以远处的景物为参考系的话就会发现 汽车 的速度似乎并不是很快;如果我们目光聚焦于 汽车 周围的景物以它们为参考系,就会发现 汽车 风驰电掣,速度极快。还有飞机的速度可以高达900km/h,是高铁的快3倍。但其实我能坐在飞机上看地面,发现飞机飞的并不快。

之所以出现上述原因,就是因为我们选择的参考系不一样,我们相对于它们运动的角速度也不一样。选远处为参考系,我们角速度会变低;以近处为参考系,我们的角速度会非常大。所以才会有看远处景物时,感觉自己的运动速度很慢。由此,在国际空间站工作的宇航员是以地球为参考系的,虽然线速度很大,但是角速度却很小,所以上面的人感觉空间站基本在绕着地球龟速运动。

不会感觉很快,而是感觉很慢。

具体涉及到我们基本物理知识:

1,视角速度。首先,宇航员感受到的是无尽的旷野。这里的旷野和我们地球上的海面、草原上的感觉是完全不同的,地面上是天际线的旷野,有超大平面托起的压迫感。身处外太空,其旷野是全纬度的、深邃的,只有地球这个方位,有一个反向穹顶的小视野。所以从参照系这个角度宇航员在仓外是感受不到什么视觉速度。

2,体感速度。这个可以想象一下,美美哒《泰坦尼克》电影中,小李子和rose站立船头,四手平展飞翔的画面。给两人浪漫飞翔的感觉,一个是海面的后撤速度,另一个主要是风速带来的体感速度。而仓外的宇航员是感受不到这样风驰电掣的,首先所处环境没有空气或者说很稀薄,产生不了风,其次,宇航服的隔绝,使宇航员也感受不到风。

这个要看他的速度的准确大小,而且现在科学上也不能十分准确的计算出该类结果,只能大概地进行估计;只能说,当宇航员的速度很快时,他经历了一秒时,在地球上的人经历的已经超过一秒。

如果在外太空长时间工作,以年为单位的那种,回到地球后,样貌确实要比同龄人年轻,但是他们由于长时间在外太空,身体的多少会受到宇宙射线的影响,比如身体膨大等,这需要回到地球很长一段时间才能恢复。

案例:

在飞往太空前,52岁的凯利的身高与他的双胞胎哥哥相同。然而经过近一年的太空生活,他长高了5厘米。美国航空航天局表示,凯利的脊柱在太空中被拉长,不过这只是暂时的,当宇航员重返地球后,他的身高会慢慢恢复正常。而且在样貌上,去国外太航空的也年轻许多。

但是他们都不会察觉自己的时间是否有变化。

不会。不会像有些人想象中的,出空间站像从飞机上出去,感觉很快。

原因是没有让人感觉快的参照物。视觉感受快慢在于参照物。

飞机上要是出去,因为有风,皮肤感受到冷,耳朵听到风声,所以感受到了速度快。

而宇宙真空,没有空气也就没有等风。而看地球也不会看的很清楚,高楼大厦和大的建筑物基本都看不见。这种模糊化会让人辨别不出一定时间内绕地球飞了多远,都只是眼睛里的一小段距离。如果背景是宇宙,那只有漆黑,根本不能看到移动。

在触觉、听觉和视觉都感受不到速度带来的影响时,就不会感到快了。

感觉不到,只有相对的速度。

如果不考虑实际情况的话,单凭肉眼,你确实是感觉不出它的速度有多快。

参照物的不同表现不同的视觉效果。这个和你开车一样,路很窄的情况下,你会感觉速度一稍微上来就很快,路很宽时,你就不会有这种感觉。参照视野越宽,表现的速度效果越弱。

空间站距离地面大约400多千米的速度,以每秒大约7.7千米运行,这在地球上是不可想象的速度,这种速度可以从我们老家一瞬间到达县城。大约90多分钟就运行地球一周了。

在空间站里面,由于相对静止,宇航员是感觉不到任何速度变化的,就像你坐车一样,只看车里,你是感觉不到速度的。

而外空间站外面,广袤的宇宙空间为宇航员提供了足够的视野,地球都在眼皮底下,整个地球的可视面积就那么大一点。虽然说只要四十多分钟就能感受一次昼夜交替,但是在宇航员眼里,速度是很慢的。

你试想,他眼里就只有这么大个球体,绕个半球眼睛从这边一下就扫到那边的距离,需要足足四十多分钟,会觉得快吗?

只有自己联系知识才会明白,自己具备很快的速度,有些朋友说在外面不会被风刮跑吗?只想说你想多了!

感觉不到,宇航员是跟空间站的速度一样的,他们之间的相对速度是零。
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