太空行走時，如果太空人將扳手扔向地球，扳手會重新進入地球嗎？

2023-03-31 13:48:39

如果不採取預防措施，包括國際空站本身在內的一切都將重新進入大氣層並燃盡，因為即使在國際空站軌道的高度，由於分子氧的存在，仍然會有一些輕微的大氣阻力。國際空站本身必須保持其位置並重返大氣層，以防止軌道衰減到重返大氣層的程度。

但這並沒有真正回答你心中的問題。所以我們忽略了這一點的大氣阻力。讓我們從軌道力學的角度來回答這個問題。

你在國際空站外面，把一個物體「扔下」到地球上。你看著它遠離你，遠離國際空站，走向地球，直到它離開你的視線，看得太遠。你要問的是「它是否一直朝著地球移動，遠離你和空之間的空間站，直到它撞擊到更厚的大氣層並燃燒起來？」

答案是否定的。

記住，你在國際空站和物體的軌道上。你不是在靜止中漂浮在地球上，地球在你下面旋轉(儘管從你的參照系來看是這樣)。你正以每小時17500英裡的速度向側面移動。國際空站也一樣，所以是你想扔的。這是軌道速度。

當你把一個物體扔向地球時，它仍然有每小時17500英裡的橫向運動——你只要把每小時50英裡的徑向向內矢量加到它的運動上。這幾乎沒什麼。

你正在做的是向上推。這個矢量中的任何推力都會導致軌道偏離產生推力的點。讓我們假設國際空站在一個200英裡高的完美圓形軌道上空(不是，但我們假設)。你要做的是把你前面的跑道稍微降低四分之一，然後把它稍微升高四分之一。所以現在它不是一個200英裡的完美圓形軌道，你扔向地球的工具仍然在一個軌道上，但是一個稍微橢圓的軌道大約是202 x 198英裡。它仍然在軌道上，沒有移動到地球，並在大氣層中燃燒。

從你的角度來看，現在發生的事情是，當工具移動到其軌道的較低點時，它加速並變得更快，當它向地球的較低方向移動時，它在國際空站的前方移動。當它到達賽道的最高點時，它的速度會變慢並失去速度，落後於國際空站和你。在向前和向後運動的過程中，它看起來仍然像是在國際空之間上下擺動。軌道周期(完成完整軌道的時間)將略有變化，不完全相同，因此即使該工具將返回其軌道中的相同點，當您使用它時，它也不會與國際空站同時到達其軌道中的相同點。最後，工具和國際空站將在它們各自的軌道上分開，儘管這兩個軌道幾乎是相同的。這也是為什麼一堆來自碎片的粒子最終會分散在行星周圍形成一個環，而不是在行星周圍形成一個球。

當你在too 空中改變軌道時，有三個軸和六個方向需要注意，每個方向對你的軌道都有自己的影響。