Мы получили следующий вопрос от одного из наших подписчиков:
Здравствуйте. Возможна ли такая ситуация, чтобы вокруг космонавта находящегося в космосе начал вращаться какой-то предмет, как Луна вокруг Земли. Ну например какая-нибудь гайка или мелкий астероид или что-то в этом духе?
Да, это в принципе возможно. Правда важным условием является то, что масса потенциального спутника должна быть незначительной по сравнению с массой космонавта. Какая-нибудь гайка или мелкий камушек вполне подошли бы на роль спутника для космонавта.
Вторым важным условием является местонахождение космонавта. К примеру когда космонавт находится на МКС данная ситуация не возможна. Дело в том, что каждое небесное тело обладает т.н. сферой Хилла.
Сфера Хилла — это область пространства вокруг объекта, внутри которой оно может удерживать спутник несмотря на влияние гравитации того небесного тела, вокруг обращается сам. Радиус сферы Хилла рассчитывается следующим образом:
Подставив цифры в формулу легко убедиться, что радиус сферы Хилла для космонавта в скафандре массой 200 килограмм, на орбите МКС (400 километров) радиус сферы Хилла составит около 14 сантиметров,
Для космонавта находящегося на высоте орбиты МКС захватить и удерживать спутник не выйдет: космонавт для этого слишком велик. Все орбиты, на которых он мог бы в теории удерживать спутник находятся внутри его тела. Для того, чтобы это стало возможным либо космонавт должен стать размером в пару сантиметров сохранив при этом свою массу, либо удалиться от Земли на достаточно большое расстояние.
А вот если космонавт окажется на таком же расстоянии от Земли как Луна (не на орбите вокруг Луны, а просто на таком же расстоянии), то радиус его сферы Хилла увеличится и станет чуть более 8 метров. В этом случае ничто не помешает ему удерживать небольшой спутник на орбите вокруг себя.
Правда стоит отметить, что скорость вращения такого спутника вокруг космонавта будет крайне мала. Эта скорость определяется по формуле:
где M – масса космонавта, R – радиус орбиты спутника, G – гравитационная постоянная. Подставив цифры в формулу получаем, что вокруг космонавта в скафандре массой 200 килограмм на расстоянии.в 8 метров от центра космонавта спутник будет иметь скорость 0.000041 м/c. Т.е. на то .чтобы сделать полный оборот вокруг космонавта такому спутнику понадобится примерно 14 суток 6 часов и 40 минут. Заметить невооруженным глазом движение такого спутника будет невозможно.
Авторы: к.т.н. Петров А.В., астрофизик Карасенко Ф.В.
Подписывайтесь на наш канал здесь, а также на наш канал на youtube. Каждую неделю там выходят видео, где мы отвечаем на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!