宇航員 可以改變自己的方向，就像貓從空中墜落一樣。轉換後，宇航員保持靜止並保持角動量。有一種相當漂亮的方式將這種旋轉理解為一種非人為現象，即貓（或宇航員）狀態圍繞貓配置空間中的閉環進行並行傳輸而產生的非平凡變換。當我有更多時間時，我會寫一些更多的信息，但是現在，可以用一種理想化的“機器人貓”（或宇航員）給出一個簡單的解釋，該思想由我彌補了思想實驗：

上面我畫了一個簡化的貓。我是一個非常聽話的人，所以只要我能想像它發出刺耳的聲音，這對我就足夠了！

現在，我們的“貓”由兩個圓柱部分組成：“ forecat”（ F ），“障礙貓”（ H ）和兩條腿（ L ），可以將它們伸進去，使其與後貓的表面齊平。伸入腿部後，一方面是前爪，另一方面是後部貓+腿組件，它們圍繞身體的軸線具有相同的質量慣性矩。貓的旋轉方式如下：

1. 對稱展開腿部，即將它們展開，如圖所示。現在，後貓+腿的慣性矩比前貓大。請注意，如果兩條腿在直徑上相對且相同且對稱地張開，則貓不會運動；
2. 在使用內部馬達的情況下，前貓和後貓彼此施加相等且相反的扭矩以加速，然後停止。由於慣性矩之間的差異，前貓比後貓承受更大的角位移；
3. 拉動雙腿。同樣，如果對稱地進行操作，則不會產生任何運動；
4. 以加/減速順序再次使用內部電動機，以使前貓和後貓恢復到其初始對齊狀態（即沿氣缸的直線對齊）。現在這兩個半部分具有相同的質量慣性矩，因此當貓再次對準時，旋轉角度相等且相反。
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由於步驟2中的旋轉角度不同，但是同樣在步驟5中，我們的機器貓的角度方向發生了變化。 ，請參見 Peadar Coyle的漿果階段數學。這篇文章沒有經過同行評審，但是看起來不錯，並且與我所見過的類似方法保持一致。

對於那些充滿挑戰的人，這裡是您可以在家嘗試的另一種解釋和示範！我的數學講師向我教授了這個演示。您將需要的是：

一把轉椅

和一個重物（例如一本大教科書）

拿著重物站在椅子上（現在要注意平衡）。向前伸伸手臂。從上到下，您看起來像這樣（請原諒我差勁的繪畫技巧）：

（三角形是您的鼻子；它顯示了哪個）

按住對象，將手臂向左旋轉。

請注意您的身體（和椅子）響應此動作順時針旋轉。然後將對象拉向自己。

仍然保持該對象靠近您，將其向右移動。

請注意，您的身體和椅子會以逆時針方向旋轉，但幅度不如伸胳膊時的幅度大。

您可以繼續重複這些動作...

恭喜！您現在可以在轉椅上自由旋轉，而無需任何支撐。

雖然這是一種非常低效的自我旋轉方式，但原理與貓旋轉示例完全相同。

還有另一種方法可以執行此操作，類似於太空飛船的實際操作方式：

在弦上加重，將其舉起並旋轉。您將朝相反的方向轉動。當您停止它時，您也將停止轉動。

當然，這會產生離軸力，這將是一個真正的痛苦。真正的航天器通過一組內部輪來做到這一點，以便它們可以在任何軸上旋轉。

其他答案也指出了其他可能更有效的方法，但是一種非常簡單的方法如下：從雙臂平行於身體開始。然後將它們向後擺動，在頭頂上方，然後在身體前面向下擺動，使它們回到起始位置。進行此操作後，身體的姿勢將稍有不同，腳比以前稍微向前移動，頭部稍微向後移動。可以重複進行此操作，以產生較大的方向變化，也可以反向執行該操作以向相反方向旋轉。

這似乎似乎不起作用，但如果我們考慮保持角動量，我們可以看到它必須這樣做。當宇航員開始移動手臂時，她給了他們一些角動量。這意味著她的身體的角動量以相等且相反的量變化。因為她的身體的慣性矩比胳膊大，所以角速度會更小，因為$ \ omega = L / I $。這意味著，一旦她的手臂完成了完整的旋轉，她的身體方向將只改變很小的角度（但不為零）。當她停止移動手臂時，角動量沿相反的方向傳遞，並且身體的角動量再次變為零。

此動作產生的旋轉量可以通過將雙腿縮進身體中來增加，降低其整體慣性矩。正如dmckee在評論中指出的那樣，跳板潛水員使用了這項技術來執行半扭動作，因此我們知道它確實有效，並且如果執行正確可以非常有效。 （但是，在壓力服的阻礙下有效地執行此操作可能是另一回事。）

獎金編輯：該技術在以下時間0:50開始的零重力條件下（在Skylab上）得到了證明。視頻：

https://youtu.be/RjvmXLyrtjM

我認為最簡單的方法是考慮使用反應輪。該設備包括一個帶有飛輪的電動機。當電動機開始旋轉時，車輪將獲得一定的角動量，並獲得相等且相反的動量，電動機的保持架及其保持器（船，火箭，宇航員...）會反向旋轉。當達到所需的方向足以使電動機斷電以停止旋轉時。

如果宇航員沒有攜帶小的反作用輪，他也可以開始繞圈移動肢體，以便例如，他的手獲得了一些角動量，他的身體計數器旋轉了。由於手無法像電動機一樣快地旋轉並且手的重量比身體小，因此需要一段時間，但是它可以工作。當然，有更好的運動順序會更有效，請參閱Rod Vance的答案。

當一個真正的武術大師觀看各種手臂動作與其他軀幹相結合時，在空中一動不動時，轉動的能力就很明顯了。從我的經驗中，一次都看不到超過推進的動作。

我碰巧知道，背部不好，為了下床或躺下，我舉起了手臂筆直向上，朝我不想走的方向擺動，以使我的軀幹在嘗試站立時不會彎曲。然後，我將重物（手臂）放在地上，以使我的背部舉起40磅重的力量來站立。

是的，有時候看起來很有趣，我發起來放開了，可以坐起來，但是每個認為大事情都會發生的人。不，只是站著，痛苦就最小了。站起來了！