一个连同装备总质量为M=100KG的宇航员,在距离飞船S=45m处与飞船处于相对静止状态,宇航员背着装有质量为m0=0.5kg氧气的储气筒,筒上有个可以使氧气以v=50m/s的速度喷出的喷嘴,宇航员必须向着返回飞船的相反方向放出氧气,才能回到飞船,同时又必须保留一部分氧气供途中呼吸用.宇航员的耗氧率为2.5×10-⁴kg/s.不考虑喷出氧气对设备及宇航员总质量的影响.则
为了使总耗氧量最低,应一次喷出多少氧气?返回时间又是多少?（提示：一般飞船沿椭圆轨道运动,不是惯性参考系,但是,在一段很短的圆弧上,可以视为飞船做匀速直线运动,是惯性参考系.）