Warum fühlen sich Astronauten im Weltraum schwerelos?

Der freie Fall um die Erde: Warum Astronauten schwerelos sind

Die Vorstellung von Astronauten, die schwerelos durch die Internationale Raumstation (ISS) schweben, fasziniert die Menschheit. Doch wie kann das sein, wenn die Erde doch mit ihrer Schwerkraft auf die ISS und ihre Bewohner wirkt? Die Antwort liegt in einem genial einfachen, aber dennoch kontraintuitiven Prinzip: dem freien Fall.

Es ist ein weit verbreiteter Irrtum, dass im Weltraum die Schwerkraft verschwindet. Das Gegenteil ist der Fall: In der Höhe der ISS beträgt die Erdanziehungskraft immer noch etwa 90% der Schwerkraft auf der Erdoberfläche. Die Schwerelosigkeit der Astronauten ist also nicht das Ergebnis fehlender Gravitation, sondern das Ergebnis eines permanenten, kontrollierten Falls.

Stellen Sie sich einen Ball vor, den Sie von einem hohen Turm werfen. Während er fällt, wirkt die Schwerkraft auf ihn und beschleunigt ihn nach unten. Gleichzeitig besitzt er eine horizontale Geschwindigkeit. Die Kombination aus vertikaler Beschleunigung nach unten und horizontaler Geschwindigkeit führt zu einer gekrümmten Flugbahn.

Die ISS und ihre Insassen befinden sich in einem ähnlichen Zustand, nur dass ihre horizontale Geschwindigkeit so hoch ist, dass die Krümmung ihrer Flugbahn der Krümmung der Erde entspricht. Sie fallen ständig um die Erde, werden aber durch ihre immense Vorwärtsbewegung immer wieder an der Erdoberfläche vorbei “geschossen”. Dies ist eine ständige, aber kontrollierte Form des freien Falls – ein Zustand, den wir als Schwerelosigkeit oder Mikrogravitation bezeichnen.

Die Mikrogravitation ist nicht perfekt. Geringe Gravitationskräfte, die von Sonne, Mond und anderen Planeten ausgehen, sowie die Eigenrotation der ISS führen zu winzigen Abweichungen. Diese sind jedoch im Vergleich zur Erdanziehungskraft vernachlässigbar und beeinflussen den Alltag der Astronauten kaum.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Astronauten erleben Schwerelosigkeit, weil sie sich in einem permanenten freien Fall um die Erde befinden. Ihre hohe horizontale Geschwindigkeit verhindert, dass sie auf die Erde stürzen, und sie erfahren somit die Illusion der Schwerelosigkeit – eine Illusion, die für wissenschaftliche Experimente und das Leben im Orbit unerlässlich ist. Die Schwerkraft ist zwar stets präsent, aber ihre Wirkung wird durch die konstante, gekrümmte Fallbewegung aufgehoben.