Domanda su navigazione orbitale iss

Salve a tutti, avrei una curiosita’ e quindi chiedo lumi a voi, allora, ho ascoltato questa bellissima lezione di astrofisica sulla iss ecco il link : https://www.youtube.com/watch?v=UQovyEDlMBM e mi è sorta una domanda, stabilito che la iss viaggia in avanti e nello stesso momento sta anche cadendo, e che tutto questo gli permette(data una certa velocita’) di seguire la curva della circonferenza a 400km da terra come se fosse in una perenne caduta libera, mi sono chiesto invece come fa il " muso" della iss a stare sempre nella direzione di viaggio della iss stessa, forse il muso è perennemente abbassato? Spero di essermi spiegato bene, ci provo in un altro modo, immaginate una terra in 2d, insomma un cerchio davanti ai vostri occhi, e la iss che parte dall’alto e gira in senso orario, se la iss non abbassasse il muso, dopo 1/4 di giro della terra, avrebbe il muso perfettamente in direzione opposta al centro della terra, quindi mi chiedevo se viaggiasse perennemente con il muso abbassato o no, grazie!

Oltre a ruotare attorno alla terra ruota anche su stessa con un periodo di 90 minuti, in modo sincrono quindi con la rotazione attorno alla Terra.
Stesso movimento sincrono che fa la Luna, ruota su sé stessa e intorno alla terra con lo stesso periodo, per questo rivolge sempre la stessa faccia.

4 Mi Piace

si lo so gia’ che ruota, altrimenti dopo 1/4 di giro si ritroverebbe con il muso perfettamente in direzione opposta al centro della terra, quello che volevo capire è come fa a girare anche su se stessa? Cosa utilizza per mantenere questo assetto perennemente parallelo al terreno, non esistendo la portanza, visto che nello spazio non c’è aria( o comunque non abbastanza per creare portanza)?

No, è sbagliato l’approccio. All’inizio girava su se stessa, cosa c’è che ferma la rotazione visto che non c’è aria? Niente, per questo continua a girare.
Non fa nessun movimento propulsivo per mantenere la rotazione su se stessa.

Infatti, una volta che hai impostato la rotazione sull’asse che ti serve (quello orizzontale, ortogonale alla direzione del moto) questa rotazione continuerà. Poi magari ogni tanto c’è un colpetto di razzi di assetto per correggere le immancabili forze spurie (attrito atmosferico, pressione di radiazione) che a lungo andare altererebbero la rotazione, e mantenere l’assetto.

Si ora in effetti sono d’accordo con te, probabilmente hanno dato una spinta iniziale e poi in automatico viene mantenuta la rotazione poiche’ non intervengono fattori esterni, pero’ ora mi sorge un’altra domanda : un movimento del genere(una rotazione su se’ stessa in 90 minuti) è un movimento lentissimo e quindi “leggerissimo”, come è possibile che quando gli astronauti fanno le passeggiate spaziali all’esterno legati, non “disturbino” questa rotazione perenne perfetta? O magari la soluzione è che gli astronauti creino effettivamente disturbo ma poi pero’ poi la traiettoria viene subito corretta dal computer di bordo? Siccome non ho mai trovato nulla su questo argomento un po’ specifico, magari qualcuno potrebbe mandarmi qualche link anche in inglese dove venga spiegato come si effettua e soprattutto come si mantiene questa rotazione nonostante i “disturbi”? grazie cmq fino ad ora per le ottime risposte! EDIT : ho letto ora l’intervento di ikiodo, perfetto ok, quindi possono correggere l’assetto in qualsiasi momento, allorai l problema non si pone, direi discussione chiusa grazie mille a tutti!

Non sono le passeggiate extraveicolari che destabilizzano la stazione, anche perché camminare dentro o fuori ha lo stesso effetto (e ti assicuro che è trascurabilissimo).
A quanto ne so io, non vengono mai usati propulsori per cambiare l’assetto, ma solo giroscopi di questo tipo:

2 Mi Piace

ogni tanto però le ruote di reazione si saturano e per desaturarle l’unico modo è usare i propulsori nel controllo d’assetto

5 Mi Piace

Aggiungo anche che in fase di costruzione la ISS aveva diverse modalità di volo in quanto non era ancora operativo al 100% il sistema di controllo termico:

X-axis in the Velocity Vector (XVV);
X-axis Perpendicular Out of Plane (XPOP);
Y-axis in the Velocity Vector (YVV).

L’assetto attuale è XVV

Fonte e approfondimenti qui:
http://wsn.spaceflight.esa.int/docs/EuropeanUserGuide/chapter_7_iss.pdf

1 Mi Piace

gli astronauti in movimento, dentro o fuori, hanno anche loro la stessa quantità di moto sui vari assi… che siano dentro o fuori, in contatto o meno, non cambia nulla.

1 Mi Piace

Beh, cambia poco, ma se sono vicini o lontani dall’asse di rotazione qualcosa cambia

Ciao, scusate se intervengo ancora, mi avete gia’ tolto tutti i dubbi ma ho letto questi ultimi messaggi e volevo chiedere ancora una cosa, allora : non credo che i movimenti degli astronauti siano ininfluenti, mi spiego meglio, come sappiamo, sulla iss è come se fossimo in assenza di gravita’, quindi anche la iss stessa “pesa” pochissimo, un uomo da solo potrebbe spostarla nello spazio con una piccola spinta, quindi credo che, essendo la rotazione su se’ stessa un movimento davvero lento e leggero, basterebbe un “calcio” sulla struttura della iss per modificarne la rotazione, almeno secondo il mio ragionamento, ma se sbaglio, potreste spiegarmi dove sbaglio? grz ancora!

Prima di tutto è la massa che devi considerare, non il peso. Secondo il peso è praticamente lo stesso che sulla Terra! Siamo a 300-400 km dalla superficie non nello spazio interstellare, la gravità è di poco inferiore a quella quota.
La stazione spaziale è semplicemente in caduta libera, gli astronauti sperimentano la sensazione di assenza di peso solo perché accelerano nella stessa direzione della forza di gravità. È come se sei in un aereo che sta precipitando, se dai un calcio forte nella parte superiore non lo recuperi solo perché ti sembra di essere in assenza di peso.

Per ultimo, se da un calcio a una parete, lui stesso rimbalza dalla parte opposta e nell’altra parete imprime una forza uguale in intensità ma opposta in verso.

1 Mi Piace

L’altra cosa che potrebbe aiutare @Alexander è tener presente che in microgravità i corpi mantengono la resistenza al moto che li caratterizza (massa inerziale), perciò spostare la ISS o spostare un piccolo oggetto non è affatto uguale. Siccome: a=F/m a parità di forza applicata l’accelerazione prodotta è inversamente proporzionale alla massa del corpo.

2 Mi Piace

esatto. le scene da film in cui si gioca con la credenza che nello spazio con niente si sposti tanto sono appunto scene da film. La massa, che è il parametro che determina le forze necessarie ad imprimere una accelerazione (F=m*a), è invariante. Visto che gli astronauti hanno una massa di svariati ordini di grandezza inferiore a quella della iss quando si appoggiano ad essa per muoversi le imprimono un’accelerazione piccolissima. Per un esempio, se un altronauta di 100 kg spinge con forza per accelerare sè stesso di 1 m/s^2, se la iss pesa 10000 volte tanto subirà una accelerazione di 0.1 mm/s^2. A seconda del punto di applicazione e della direzione del vettore forza questa accelerazione può diventare una accelerazione lungo l’orbita, una decelerazione o una rotazione, o normalmente una composizione di questi effetti. Essendo un ambiente confinato, comunque, lo stesso astronauta dopo due secondi circa si troverà ad impattare la iss lungo circa il verso opposto ma nella stessa direzione, annullando circa gli effetti della prima forza. Questo non è vero in termini precisi sia per una ragione entropica (la seconda forza è minore della prima) sia per questioni geometriche (la presa sulle strutture della iss da parte della mano può generare dei momenti asimmetrici) sia per questioni orbitali ( la iss non si muove di moto rettilineo uniforme quindi le perturbazioni modificano impercettibilmente l’orbita). in prima e forse anche in seconda approssimazione le forze che generano gli astronauti si annullano spesso reciprocamente.

ragazzi mi spiego meglio, è ovvio che spostare un piccolo oggetto nello spazio sia differente che spostare la iss perche’ la massa è differente, ma come sappiamo tutti se proviamo a spostare un cubo di 1000kg al suolo non ci riusciremo mai, ma se mettiamo 4 rotelle sotto, lo spostiamo tranquillamente, stesso discorso per la iss, ma ancora meglio, non essendoci l’attrito tra le rotelle ed il suolo, la iss è libera di muoversi nello spazio e quindi basterebbe una leggera spinta per spostarla, inoltre per Vespiacic rispondo che deve tenere presente che la iss sta ruotando intorno alla terra a 27mila km, per questo il suo " peso" non è lo stesso, so benissimo che a 400km da terra c’è ancora circa il 90% della gravita’ terrestre, ma per il sistema non inerziale iss, la cosa è differente, possiamo invece dire piu’ correttamente che la iss nello spazio peserebbe come a terra solo se fosse FERMA, IMMOBILE a 400km di altezza, ecco in questo caso peserebbe proprio come a terra, anzi esattamente circa il 10% in meno, dato il 90% di gravita’. Quindi continuo a non capire perche’ gli astronauti all’esterno dovrebbero essere ininfluenti quando basterebbe toccare la iss per variare la sua rotazione.

te l’ho appena spiegato

Parti da un presupposto non corretto. L’inerzia continua ad esserci e l’enorme massa della ISS fa si che in pratica sia solo l’oggetto (o in questo caso l’astronauta) di massa minore a muoversi sostanzialmente. Per esempio, supponiamo che l’astronauta possa in qualche modo appoggiarsi ad un’altra stazione, ancora più grande, con i piedi per aiutarsi a spingere la ISS. L’astronauta non riuscirebbe a spingere e ad allontanare le due stazioni tra di loro. Quando un’astronauta tocca la ISS dall’esterno in realtà fa muovere se stesso, non la stazione, a causa dell’enorme differenza di massa. Esattamente come sulla terra, se te in bicicletta su una lastra ghiacciata, quindi con attrito quasi nullo, ti scontrassi contro un camion anch’esso sul ghiaccio, te prenderesti un bel colpo e probabilmente torneresti indietro, mentre il camion resterebbe fermo.

1 Mi Piace

In realtà il punto cardinale è che gli astronauti sono vincolati alla iss e non liberi. per cui la somma delle forze che si scambiano, come dicevo, tende ad annullarsi. Diverso sarebbe se uno si lanciasse nel vuoto andando verso l’infinito, l’energia che ha trasmesso alla iss rimane non bilanciata da una contro reazione. La differenza delle masse è molto molto grande e giustamente fa sì che in ogni caso le accelerazioni della stazione siano sempre e comunque piccolissime quando causate dall’interazione umana

Per esempio quando in una EVA viene lanciato un SuitSat o un oggetto non più necessario.

2 Mi Piace