אוקיי תארו לכם מצב היפותטי כזה , אתם קשורים לחבל חזק במיוחד עמיד באש וחיכוך גבוה באורך של עשרות אלפי קילומטרים בקצה השני שלו נמצאת חללית מחוץ לאטמוספירה היא עומדת במקומה לא זזה מטר בעוד שכדור הארץ ממשיך את המסלול שלו ואתם תלויים מטר אחד בלבד מעל האדמה.

מה יקרה? אם תרחפו מעל האדמה ותנועו כי כדור הארץ ממשיך במסלולו ואתם לא שייכים כבר לכבידה שלו או שתהיו שייכים לכבידה והחבל פשוט ימשיך עם המסלול של כדור ארץ?

כדוה"א נע במהירות של יותר מ-100,000 קמ"ש. וגם מסתובב סביב צירו כך שהמהירות המשיקית על פני כדוה"א היא 1700 קמ"ש. אתה מנסה לחבר מישהו שנמצא עליו (זה לא ממש משנה אם אתה באוויר או על הקרקע - המהירות שלך היא המהירות של כדוה"א כי אתה בשדה הכבידה שלו ואתה נע איתו) למשהו שעומד במקום קבוע בחלל.

תחשוב לבד מה קורה שאתה מחבר חללית סטטית של 100 טון לאדם ששוקל 80 קילו במאה אלף קמ"ש...

השאלה מכילה כשל הבנה בסיסי: כוח הכבידה תלוי אך ורק במיקום היחסי של הגופים בחלל ובמסתם - וכלל לא בשאלה לאן הם מחוברים. לפיכך, ברור שתהיה "שייך" לכוח הכבידה של כדור הארץ.

עם זאת, בנוסף יפעלו עליך עוד שני כוחות: מתיחות החבל (שמנסה לשמור אותך במרחק קבוע מהחללית, כאורכו) והתנגדות האוויר סביבך, שמנסה להזיז אותך יחד איתו (ועם כדור הארץ). אם החללית נשארת נייחת (מסיבה כלשהי) והחבל עמיד לקריעה, מה שייקרע לגזרים הוא אתה - בין החבל להתנגדות האוויר (הכבידה תשחק תפקיד מזערי ביותר).

כיוון שהלווין לא ממש יכול לעמוד בחלל בנקודה קבועה (אבסולוטית) זה לא רלוונטי בכלל. אף גוף לא יכול להשאר בנקודה קבועה בחלל.

ויקף אולי לא הבנתי אותך נכון אבל החיכוך עם האוויר (גרר) ירצה להזיז אותך נגד כיוון התנועה של כדור הארץ. מצד שני, הוא יהיה כ"כ זניח שזה בכלל לא רלוונטי.

אוהו - להיפך. האוויר, עקב צמיגותו (וכשיש מספיק אוויר, הצמיגות דווקא חשובה) נשאר פחות או יותר נייח יחסית לכדור הארץ, עד כדי מהירות הרוח. לפי תנאי המצב ההיפוטתי, האדם ינסה להתרחק מכדור הארץ במהירות של עשרות אלפי קמ"ש - דרך כל האוויר סביבו. ההתנגדות לפיכך דווקא תהיה בכיוון תנועת הארץ, וממש לא זניחה.

ובקשר לנקודה הקבועה - לויין אכן אינו יכול, אבל איש לא אמר שהחללית אינה יוצרת דחף. תאורתית, ניתן להשאר בנקודה קבועה יחסית לשמש למשל - מה שיתן "נקודה קבועה בחלל" לצורך הדיון הנ"ל.

פותח הדיון - כשאתה אומר שהחללית לא נעה - אתה מתכוון ללווין גיאוסטציונרי (כלומר נמצא במנוחה ביחס לכדור הארץ)?

אם כן, לקשור אותך אליו בחבל, לא יהיה שונה מלקשור אותך בחבל לעמוד מאוד גבוה - אם נתעלם מהאפשרות שתפריע ללווין במסלולו, פשוט לא יקרה שום דבר...

אם החללית נמצאת במנוחה יחסית לשמש, אתה אכן תקרע לגזרים ברגע בו החבל ימתח.

כמה עובדות פיזיקליות בסיסיות לגבי לוויינים מלאכותיים (מעבורת וכ"ו) בחלל:

שרואים אסטרונאוטים מרחפים במעבורות חלל יש טעות נפוצה לחשוב שזה בגלל שלא פועל עליהם כוח הכובד של כדור הארץ. מה שבאמת קורה זה שמעבורות טסות בגבהים מאוד נמוכים כמו גם רוב הלוויינים (MEO LEO ו- GEO) וחישוב תאוצת הכובד מראה שהאסטרונאוטים חשים בערך 10 אחוז פחות כוח כובד מאשר על הארץ. אז ברור שמשהוא אחר גורם להם לרחף: מה שקורה זה שעל המעבורת והאסטרונאוטים פועלת אותה תאוצת כבידה והם נמשכים ביחד כלפי כדור הארץ באותה מהירות, בניהם אין תנועה יחסית ולכן האסטרונאוטים מרחפים בתוך המעבורת. עובדה זו גורמת גם למעבורת להקיף את כדור הארץ מהסיבה שכאשר פועל על המעבורת כוח הכובד ניתן לומר שהיא בנפילה חופשית למרכז המסה (מרכז כדור הארץ) אבל אם ישנה מהירות אופקית התחלתית מספיקה אזי הגוף לא ייפול לתוך המרכז ויחוג סביבו. (בפועל ישנה סחיפה קלה שכל הזמן מתוקנת ע"י כוח חיצוני מהמעבורת).

אז לשאלתך: החללית יחד עם הבנאדם והחבל נמצאים כולם באותה מערכת כוחות במידה ולחללית יש מספיק כוח לשמור על מהירות אופקית קבועה במצב זה, הבנאדם על הקרקע "יהנה" ממהירות אופקית מספיקה והוא והוא יחוג סביב כדור הארץ בסיבובים ואף פעם לא ייפול אליו. אם הוא יחזיק ביד שלו צנצנת עם כדור חופשי בתוכה הוא יראה את הכדור מרחף באוויר והוא יוכל לרחף חופשית יחסית אליו בתנאי שתישמר המהירות האופקית.

עריכה:

עכשיו קראתי שוב את המצב ההיפותטי שלך והבנתי שאתה מתכוון שממש לא פועל על החללית שום כוח כובד מהארץ (תאורטית זה באין סוף). זה מצב שונה ממה שהסברתי. גם במצב זה החבל קשור לחללית אזי עליו פועל הכובד, מאוד מסובך להתייחס לגופים כלא נקודתיים בכל מה שנוגע לכוח הכובד. ז"א על החבל הדמיוני שלך פועל כוח כובד אחר בכל גובה אחר עד אפס אצל החללית. בקיצור זה מסובך לניתוח כאשר לא מתיחסים לכוח הכובד שפועל על המערכת כקבוע בגובה בכל תחומה. יש אז בעיות שקשורות בזמן ועוד דברים אחרים.

לא הייתי קורא למסלולי MEO ובטח GEO נמוכים מאוד (אלא אם 36K ק"מ של לוויני GEO זה נמוך מבחינתך). עם זאת עדיין פועל שם כוח כובד של כדור הארץ.

מעבורות החלל (וגם הISS) אכן מגיעות לגבהים מאוד נמוכים יחסית (כ- 400 ק"מ אאל"ט).

אוהו - להיפך. האוויר, עקב צמיגותו (וכשיש מספיק אוויר, הצמיגות דווקא חשובה) נשאר פחות או יותר נייח יחסית לכדור הארץ, עד כדי מהירות הרוח. לפי תנאי המצב ההיפוטתי, האדם ינסה להתרחק מכדור הארץ במהירות של עשרות אלפי קמ"ש - דרך כל האוויר סביבו. ההתנגדות לפיכך דווקא תהיה בכיוון תנועת הארץ, וממש לא זניחה.

קודם כל, לא הבנתי אותך נכון קודם אז אני לוקח את דברי בחזרה. דבר שני, אל תשכח שהתנועה של האדם לא תהיה רדיאלית לגמרי (הרי כדור הארץ נע במעגל בנוסף לסיבוב סביב עצמו) ולכן כן יהיה רכיב התנגדות של האויר.

ובקשר לנקודה הקבועה - לויין אכן אינו יכול, אבל איש לא אמר שהחללית אינה יוצרת דחף. תאורתית, ניתן להשאר בנקודה קבועה יחסית לשמש למשל - מה שיתן "נקודה קבועה בחלל" לצורך הדיון הנ"ל.

בנקודה קבועה ביחס לנקודה אחרת אפשר, ואפילו די בקלות ואני גם אגלה לך שממש לא צריך הרבה דחף בשביל זה (בטח לא בטווח קצר כמו המקרה המתואר כמובן מעבר לדחף הדרוש לשיגור). אני הבנתי שכוונתו לשמירה על הלווין בנקודה אבסולוטית, אולי אפשר עם המון דחף, אבל אתה מבין שזה

תיאורטי כמעט כמו השאלה (ואני נמנע מלהשתמש במונחים מפגרים יותר).

לא הייתי קורא למסלולי MEO ובטח GEO נמוכים מאוד (אלא אם 36K ק"מ של לוויני GEO זה נמוך מבחינתך). עם זאת עדיין פועל שם כוח כובד של כדור הארץ.

GEO ומתחת נחשבים גבהים נמוכים בכל מה שנוגע לחישובי כוח הכובד! מה שמיוחד בגובה 36K זה תכונת הסינכרוניות לארץ ולה הגובה עצמו שהוא ממש לא גבוה בכל הנוגע לשיקוליים פיסיקליים. סתם שתדע שגשושיות חקר מגיעות למרחק חצי הדרך בין כדור הארץ לירח אבל עדין נמצאות במסלול סובב ארץ ( מדובר על עשרות אלפי קילומטרים מהארץ).

ובכן מצאתי את התשובה שלי בין התגובות , איזו השפעה אם בכלל תהיה לזה על כח הכבידה שלי+החבל פה בכדור הארץ

לוויין אשר אין לו מהירות משיקית מספיק גבוהה ,לא יכול להישאר באותו גובה יחסית לכדו"א. לכן אם הוא נשאר במקום,ללא מהירות משיקית,הוא יחל לצנוח אל כדו"א,כי ההשפעה של כדו"א עליו עדיין חלה. אך נגיד והוא יפעיל מנועים המאלצים אותו להישאר במקום (יחסית לשמש) ,אני מניח שסיבוב כדו"א ימתח את החוט יחד עם הבנאדם ,עקב החיכוך האויר,ואפילו יותר מכך ,בגלל שמהירות כדו"א מטורפת,הוא אפילו יתרומם וימריא אל מחוץ לאטמוספרה....