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Ändert sich die Schwerkraft im Weltraum?

Kurze Antwort

Ja – sie wird mit der Entfernung schwächer, schaltet aber nie ganz ab. Die Schwerkraft nimmt mit dem Quadrat der Entfernung vom Mittelpunkt eines Körpers ab, sodass sie in der ISS-Höhe von 400 km noch immer etwa 90 % der Meereshöhe entspricht. Sie ändert sich auch je nach Himmelskörper: 1,62 m/s² auf dem Mond, 3,71 m/s² auf dem Mars.

Ändert sich die Schwerkraft im Weltraum?
Astronautin Nichole Ayers posiert für ein Porträt im Laborelement Kibo (iss072e978952)

Das Abstandsquadratgesetz

Die Schwerkraft nimmt mit der Entfernung ab, und zwar mit dem Quadrat des Abstands vom Mittelpunkt eines Körpers – nicht von seiner Oberfläche. Der mittlere Erdradius beträgt etwa 6.371 km, sodass ein Orbit in 400 km Höhe nur etwa 6 % weiter vom Mittelpunkt entfernt liegt als die Startrampe, und die Anziehungskraft dort beträgt noch immer rund 90 % der auf Meereshöhe gemessenen 9,80 m/s². Der Effekt ist eine gleichmäßige Kurve, keine Schwelle: Es gibt keine Höhe, an der die Schwerkraft einfach abgeschaltet wird. Um das Schwerefeld der Erde wirklich hinter sich zu lassen, müsste man weit über den Mond hinausreisen, und selbst dann würde einfach die Anziehungskraft der Sonne übernehmen.

Gleiches Gesetz, andere Welten

Die Schwerkraft ändert sich auch danach, worauf man steht. Die Oberflächengravitation des Mondes beträgt 1,62 m/s², etwa ein Sechstel der der Erde, weshalb die Apollo-Crews eher hüpften als gingen. Der Mars bietet 3,71 m/s², etwas mehr als ein Drittel – genug, damit sich Staub absetzt und Flüssigkeiten normal fließen, aber wohl zu wenig, um einer Langzeit-Crew den Knochen- und Muskelabbau zu ersparen, der längere Missionen plagt. Jeder Wert ergibt sich aus Masse und Radius zusammen, sodass eine kleine, dichte Welt eine größere, leichtere Welt an Anziehungskraft übertreffen kann.

Warum Astronauten trotzdem schweben

Besatzungen im Orbit sind schwerelos, weil sie sich im permanenten freien Fall befinden, nicht weil die Schwerkraft verschwunden ist. Die Station und alles darin fallen mit derselben Rate um den Planeten herum, sodass nichts gegen etwas anderes drückt. Ein parabolischer Flugzeugflug erzeugt für einige Sekunden genau dasselbe Gefühl, einige Kilometer über dem Boden, wo die örtliche Anziehungskraft im Wesentlichen mit der auf der Landebahn identisch ist – ein Beweis dafür, dass Schwerelosigkeit eine Frage der Bewegung ist, nicht der Stärke des Feldes. Die einzigen Orte, an denen sich die Schwerkraft null annähert, sind die tiefen Leerräume zwischen den Galaxien, und selbst dort erreicht sie diesen Wert nie ganz.

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