In welcher Höhe herrscht Schwerelosigkeit?

Schwerelosigkeit – Wann hört die Erde auf, uns zu halten?

Die Vorstellung von Schwerelosigkeit fasziniert uns. Doch in welcher Höhe genau hört die Anziehungskraft der Erde auf, und warum erleben Astronauten in dieser Höhe diesen Zustand? Die Antwort ist komplexer, als man vielleicht zunächst denkt.

Es ist ein weit verbreiteter Irrtum, dass Schwerelosigkeit in einer bestimmten Höhe über der Erde einsetzt. Eine Höhe von 500 km, wie oft genannt, ist zwar ein interessanter Referenzpunkt, aber kein magischer Schwellenwert. Die Erdanziehungskraft nimmt mit zunehmender Entfernung ab, aber sie verschwindet nicht. Sie wirkt immer auf uns.

Stattdessen erleben Astronauten in erdnahen Umlaufbahnen den Zustand der scheinbaren Schwerelosigkeit, weil sie sich in einem ständigen freien Fall befinden. Sie fallen zwar ständig auf die Erde zu, aber gleichzeitig bewegen sie sich mit hoher Geschwindigkeit horizontal. Diese horizontale Bewegung und der stetige Fall ergeben die elliptische Bahn um die Erde.

Man kann sich das so vorstellen: Stell dir vor, du wirfst einen Stein in die Luft. Er fällt aufgrund der Erdanziehungskraft wieder herunter. Würde er jedoch mit einer ausreichenden Geschwindigkeit geworfen, könnte er eine Bahn um die Erde beschreiben. In diesem Fall befinden sich die Astronauten, genau wie der Stein, im ständigen Fall, was die Empfindung der Schwerelosigkeit hervorruft.

Der entscheidende Faktor ist also nicht die Höhe, sondern die Kombination aus Geschwindigkeit und Fallbewegung. Auch in niedrigeren Umlaufbahnen, beispielsweise der Internationalen Raumstation (ISS), die in Höhen von ca. 400 km kreist, ist die Schwerelosigkeit deutlich spürbar.

Die Erdanziehungskraft nimmt zwar mit der Entfernung ab, aber es ist ein stetiger Prozess. Der Einfluss der Erde ist auch bei einer Höhe von 1000 km noch vorhanden, nur merklich geringer. Um die Schwerelosigkeit zu erzeugen, ist also eine sehr hohe Geschwindigkeit notwendig.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Vorstellung von einer bestimmten Höhe, ab der Schwerelosigkeit herrscht, irreführend ist. Es ist die Kombination aus Fallbewegung und hoher Geschwindigkeit, die den Zustand der scheinbaren Schwerelosigkeit in den Umlaufbahnen erzeugt. Die Erdanziehungskraft ist auch dann weiterhin wirksam, nur nicht in dem Maße, das man intuitiv erwartet.