우주공간에서의 속도

<문>우주공간에서 우주인이 우주선을 벗어나 작업을 하는 경우 우주인과 우주선의 속도차 때문에 우주선으로의 귀환이 불가능하지 않은지와 우주왕복선이 궤도와 속도가 다른 인공위성을 어떻게 잡는지에 관해 알고싶다

<답>우주공간에서는 무중력상태, 즉 달리는 물체에 대한 저항이 전혀 없기 때문에 우주선 바깥에 나와있더라도 관성에 의해 우주선과 똑같은 속도로 움직여 우주선을 놓칠 염려는 없다. 우주선이나 우주인이나 다같이 같은 속도를 갖는 위성이 되는 셈이다.
지구상에서 볼때는 우주선이 굉장히 빠른 속도로 움직이는 것처럼 보이지만 우주인의 입장에서 보면 전혀 속도감을 느낄 수 없다.
다음과 같은 예를 생각하면 이해가 쉬워진다.
우리가 버스를 타고 가다 달리는 차에서 뛰어내릴 때는 본인이 의식적으로 발에 힘을 주어 앞으로 나가는 힘의 크기만 한 반대의 힘을 주어야만 설 수 있다 또 공기도 사람의 진행을 막는데 어느정도 공헌을 한다. 그러나 우주에는 공기나 발로 밟을 바닥이 없으므로 우주선과 같은 속도로 지구주위률 돌게된다. 우주왕복선이 고장수리를 위해 우주를 선회중인 인공위성에 접근하는데는 로키트분사를 이용한 여러번의 궤도수정이 필요하다.
궤도수정을 단번에 하기는 거의 불가능해 5∼6회, 또는 그 이상에 걸쳐 조금씩 접근한다. 그러면 흡사 달리는 버스2대가 속도를 같이해 나란히 갈때 서로 반대쪽 차에 타고 있는 승객끼리 보면 버스가 서있는 상태같이 상대속도를 0으로 만든다.
궤도수정은 대부분 원지점에서 하며 그럴때는 적은 에너지로 수정이 가능하다. 그러나 어느 지점에서, 어떤 속도로 궤도수정을 해야할지를 계산하는 것은 워낙 복잡해 한번의 랑데부로 성공하기는 어렵다.