Denne video hjælper måske med at besvare dit spørgsmål. Fra omkring kl. 00:24 kan du se en astronaut køre rundt om "træningshjulet" i Skylab (et tidligt NASA-rumstationsprogram, der fulgte Apollo-månelandingerne). Dybest set efter et stykke tid fortalte NASA astronauterne at stoppe med at løbe rundt som dette, fordi det forårsagede, at flere drivmidler blev brugt til at opretholde Skylabs korrekte holdning (orientering) i rummet (i det mindste er det, hvad jeg har fået at vide ... det ville vær god at finde en henvisning til at bakke op om dette krav).

Under alle omstændigheder er det korte svar ja, en astronauts fysiske aktivitet i et rumfartøj kan absolut påvirke dens orientering og endda dens bane. Om det er en stor eller lille effekt, afhænger dette af mængden og typen af ​​aktivitet og (vigtigst af alt) størrelsen af ​​rumfartøjet. Selv på ISS instrueres astronauterne imidlertid til at undgå eller endda stoppe nogle aktiviteter helt, fordi de kan have en negativ indflydelse på mængden af ​​drivmidler, der bruges til holdningskontrol (jeg har noget at vide om sådanne instruktioner under min tid med at arbejde i ISS-programmet ). Et andet spørgsmål er, at en astronauts aktiviteter kan påvirke mikrogravitationsexperimenter, der udføres på ISS. Disse udføres typisk over en bestemt tidsperiode, så en astronaut kan blive bedt om at undgå bevægelse i en bestemt del af ISS i en bestemt periode for ikke at forstyrre et bestemt eksperiment.

Det er egentlig ikke et simpelt spørgsmål om at analysere en astronauts start- og sluthastigheder og antage, at nettoændringen er nul. Hvis du tænker på det med hensyn til kinetisk energi, overfører en astronaut hele tiden små mængder kinetisk energi til sit rumfartøj (energien omdannes fra kemiske bindinger i den mad, han eller hun spiser til kinetisk energi fra det arbejde, hans eller hendes muskler gør). Ændringer i kinetisk energi indebærer selvfølgelig en hastighedsændring [E = (0,5) m * v ^ 2]. I gennemsnit annullerer disse hastighedsændringer sandsynligvis hinanden, hvis de ikke anvendes i en ensartet retning. Dette er grunden til, at der ikke er nogen stor samlet ændring i et rumfartøjs bane på grund af disse bevægelser. Bevægelserne kan dog absolut medføre små ændringer i rumfartøjets orientering, og disse styres oftest af et aktivt holdningskontrolsystem (normalt små raketter, der skyder i små bursts for at imødegå uønskede holdningsændringer).

Jeg vil dog tilføje, at disse effekter (dvs. astronautbevægelse) sandsynligvis ikke er den største kilde til holdningsforstyrrelse på et rumfartøj. Jeg er ikke rigtig en holdningskontrolekspert, så jeg kan ikke fortælle dig den relative størrelse af de forskellige forstyrrelser, men en af ​​de største (til lavt rumfartøj med tidlige kredsløb) er faktisk aerodynamisk træk forårsaget af det tynde lag af atmosfære til stede i sådanne højder.

Intern aktivitet, bortset fra aktivering af drevne, har minimale effekter.

Holdning

Hvis alle går ind i et rundt område og begynder at køre væggene, vil væggene (langsomt) begynder at dreje den modsatte retning; dette er muligvis ikke nøjagtigt på grund af, at stationen ønsker at rotere på sit eget massecenter, men det vil forsøge at rotere så tæt som muligt på det modsatte.

Termisk strålingsacceleration.

Hvis handling internt genererer betydelig lokaliseret varme, vil strålingen af ​​den varme fra de nærliggende udvendige vægge give en meget lille fremdrift. Til sammenligning var de asymmetriske termiske belastninger på Pioneer-sonderne tilstrækkelige til at generere 400 km / år forskelle på kysten. det er 8e-10 m / s² (0,8 nanometer pr. sekund pr. sekund).

Bemærk, at denne kraft er dværget i det indre system af andre interaktioner, men er en reel effekt, som besætningen kan forårsage.

Kinetisk lineær acceleration

Enhver kinetisk acceleration fra at starte den ene side afbrydes ved stød med den anden side, bortset fra den meget meget lille mængde konverteret til varme ved friktion med intern atmosfære. Men for at nulstille for additiv banker du omtrent det samme beløb i den anden retning for et langsigtet net på 0 acceleration (undtagen asymmetrisk termisk belastning).

Fysisk aktivitet kan absolut påvirke et rumfartøj indefra, og der træffes foranstaltninger for at afbøde virkningerne.

Der er et par træningsmaskiner ombord på den internationale rumstation, som beboerne bruger for at holde sig i form og vedligeholde knoglestyrke: Advanced Resistive Exercise Device (ARED), Cycle Ergometer with Vibration Isolation and Stabilization System (CEVIS) og Løbebånd med Vibration Isolation and Stabilization System (TVIS). Disse er alle rigtig smarte navne på en vægtløftningsmaskine, en motionscykel og et løbebånd.

Disse maskiner er ikke boltet til væggen, fordi de ikke ønsker at tilføje nogen uønskede vibrationskræfter til solarrayerne. . Sunita Williams giver en god forklaring i sin afgangsvideo:

Du vil sandsynligvis se, at cyklen hopper lidt rundt. Når jeg flytter det, er det ikke stabilt og holdes fast på væggen. Årsagen til det er rumstationen er ret stor; du så, at der også er solrække på rumstationen. Hvis vi begynder at lægge kræfter i rumstationen, vil det få disse solarrays til at hoppe lidt rundt. Så for at forhindre det, hopper maskinerne lidt rundt og bevæger sig lidt rundt. På den måde lægger vi ingen kræfter på strukturen af ​​rumfartøjet ud til solarrayerne.

Hun demonstrerer ARED ved 13:26, som også "flyder" rundt.

^{Alle billeder med tilladelse fra NASA. Klik på en af ​​dem for fuld opløsning}