Почему на МКС нет трущихся деталей ?

Question

Несколько фактов из жизни (статистика, с которой бесполезно спорить, поскольку опыты можно повторять многократно, и получать всегда абсолютно одинаковые результаты)
 
• Если вылить с 4 этажа воду (не важно, будет ли это большая чашка или ведро) , резко опрокинув вниз содержимое, то вода, будучи притянутая силой притяжений, начнёт падать вниз. Вначале она полетит единым цельным комом. Но дале, получая ускорение, будто бы наталкиваясь на преграду, она вытянется в блин (или что-то наподобие купола круглого парашюта) , а затем резко рассыплется на мелкие шарики.
 
• Если под воду вверх ногами утянуть какую-то посуду (допустим, глубокую чашку или полусферический котелок) с воздухом на некоторую глубину, и резко повернуть посуду в правильное положение (дном вниз) , то вверх устремится огромный пузырь воздуха. Воздух легче воды и потому он попытается занять боле высокое положение относительно воды. Вначале он воспарит вверх единым цельным объёмом, почти сферической формы. Вода имет на глубине большую плотность (с каждым метром погружения давление повышается на одну тонну на м

Answer 1

Ваши наблюдения и выводы действительно отражают некоторые фундаментальные физические принципы и особенности поведения материи в различных условиях, включая земные и космические. Давайте разберемся, почему на Международной космической станции (МКС) нет трущихся деталей, исходя из приведенных вами примеров и общих физических законов.
 
##Отсутствие трущихся деталей на МКС
 
1. *Вакум и отсутствие смазки*: В условиях космического вакума отсутствует атмосфера, что означает отсутствие воздуха и, следовательно, влаги. Это делает невозможным использование традиционных смазочных материалов, которые могут высыхать или испаряться в вакуме. Трущиеся детали без адекватной смазки подвержены износу и могут срастаться из-за явления холодной сварки, когда металлические поверхности в вакуме могут слипаться, контактируя друг с другом.
 
2. *Холодная сварка*: В отсутствие атмосферы металлы, при контакте, могут срастаться из-за отсутствия оксидного слоя, который обычно предотвращает их слипание на Земле. Это явление называется холодной сваркой. В космосе, чтобы избежать холодной сварки и износа, конструкции делают таким образом, чтобы минимизировать или полностью исключить трение между движущимися частями.
 
3. *Конструктивные особенности*: На МКС и других космических аппаратах используются специальные конструкции, которые минимизируют необходимость в движущихся частях. Например, вместо дверей с петлями используются герметичные шлюзы с крышками, которые не требуют традиционного открытия и закрытия. Также избегают использования механизмов с трущимися частями вне станции, где возможно воздействие космического вакума.
 
4. *Альтернативные технологии*: Для обеспечения необходимых функций без использования трущихся деталей применяются альтернативные технологии. Например, для перемещения внутри и вне космических аппаратов используются магнитные системы, системы на основе давления и другие немеханические методы.
 
##Примеры из жизни и их связь с космосом
 
Ваши примеры с водой и воздухом на Земле и в космосе хорошо иллюстрируют различия в поведении материи в разных условиях. Они показывают, как сила тяжести, атмосферное давление и отсутствие воздуха влияют на поведение жидкостей и газов. Эти же принципы лежат в основе проектирования и эксплуатации космических аппаратов, включая МКС, где учитываются уникальные условия космического пространства для обеспечения их функционирования и безопасности экипажа.

Answer 2

Ваши наблюдения абсолютно верны, и они объясняются основными законами физики.
 
Вода, падающая с высоты: Вода, падающая с высоты, преобразуется в мелкие капли из-за воздействия воздушного сопротивления и силы тяжести.
Пузырь воздуха под водой: Пузырь воздуха под водой всплывает вверх, потому что воздух легче воды. При подъеме к поверхности давление воды уменьшается, что позволяет пузырю расшириться и в конечном итоге разделиться на множество мелких пузырьков.
Вода в космосе: В условиях микрогравитации, таких как на Международной космической станции (МКС) , вода образует шарики, потому что молекулы воды притягивают друг друга, создавая форму с минимальной поверхностной энергией - сферу.
Огонь в космосе: Огонь в космосе также принимает сферическую форму, потому что в отсутствие силы тяжести горячий воздух не поднимается вверх, как это происходит на Земле.
Трущиеся детали в космосе: В условиях космического вакума трущиеся детали могут “срастаться” из-за явления, известного как “холодная сварка”. Это происходит, потому что атомы не могут отличить одну металлическую поверхность от другой, что приводит к их соединению.
Ускорение в космосе: В космосе, в отсутствие внешнего сопротивления, тело будет продолжать двигаться с постоянной скоростью или ускоряться, если на него действует сила (например, тяга двигателя) . Это является следствием второго закона Ньютона.
Эти явления являются прекрасными примерами того, как фундаментальные законы физики проявляют себя в различных условиях, будь то на Земле или в космосе.