Эффект Джанибекова

Допускаю, что у героя-космонавта не было времени освоить курс теормеха. У него были другие приоритеты, и на своём славном поприще он сделал немало полезных дел.

Но ужасно, что в окружении Джанибекова не нашлось образованного инженера, который объяснил бы космонавту суть эффекта. Может, такие инженеры в России перевелись и потому барахлят нынче ракетоносители, и антенны не раскрываются, и спутники не выводятся на орбиту?

Ужасна и та околесица, которую с учёным видом излагают петрики из "академии" РАЕН.

Отвратительно и то, что журналист выкладывает эту белиберду, на посчитав нужным посоветоваться со специалистами (настоящими, а не петриками из раённых "академий"). При этом создатель программы не стесняется врать. Вот пример заведомого обмана: "Для создания надежной теоретической базы российские ученые вынуждены были пересмотреть ряд законов классической и квантовой механики. Над доказательствами работал большой коллектив специалистов из Института проблем механики."

Я знаком с коллегами из Института Проблем Механики. Думаю, они были бы весьма удивлены, прочитав о себе подобную байку.

Так почему же переворачивается гайка? Да по той простой причине, что космонавт закрутил её вокруг оси средней инерции. У каждого тела есть три т. н. главных оси: ось максимальной инерции, ось средней инерции, и ось минимальной инерции. Соответствующие моменты инерции обозначаются I_1, I_2, I_3. (При этом, понятное дело, I_1 > I_2 > I_3.) У гайки-барашка ось минимальной инерции идёт вдоль ушек, а ось максимальной инерции -- перпендикулярно ушкам и перпендикулярно направлению, в котором Джанибеков закрутил гайку.
Закрутил же он её вдоль оси средней инерции.

Вращение вокруг оси минимальной инерции устойчиво. Вращение вокруг оси максимальной инерции устойчиво с некими оговорками. (При малых отклонениях от этой оси внутренняя диссипация способствует дальнейшему отклонению -- из-за этого не смог нормально функционировать первый американский спутник Explorer I.) А вот вращение вокруг оси средней инерции -- неустойчиво. Это легко понять, построив в пространстве угловых скоростей эллипсоид момента инерции
J^2 = I_1^2 Omega_1^2 + I_2^2 Omega_2^2 + I_3^2 Omega_3^2
и рассмотрев семейство кривых, образованных пересечаниями этого элипсоида с эллипсоидами
K = 1/2 [ I_1 Omega_1^2 + I_2 Omega_2^2 + I_3 Omega_3^2 ]
, соответствующими различным значениям кинетической энергии.
См. рисунок 1 в статье http://cdsweb.cern.ch/record/529246/files/0112054.ps.gz
Вращение, которое Джанибеков задал своей гайке, лежит на сепаратрисе возле её пересечения с осью Omega_2.
А "загадочные" перевороты -- это прохождение по сепаратрисе через это пересечение.

Ведущий в видеофильме ошибочно утверждает, будто этот эффект имеет какое-то отношение к Земле. Не имеет. Ибо Земля вращается вокруг оси максимальной инерции.

Вдумчивый читатель может спросить, отчего же перевернулась Венера или лег на бок Уран. Здесь сыграли роль взаимодействия с соседями вкупе со сложной внутренней структурой этих планет. (Вращение Венеры достаточно подробно исследовано Жаком Ласкаром из Парижской Обсерватории. К джанибековской гайке перевороты Венеры отношения не имеют.)