Wie hoch schwerelosigkeit?

Ein Körper ist schwerelos, sobald außer der Schwerkraft keine Kraft mehr auf ihn wirkt – kein Boden, kein Sitz, kein Schub. Das gilt im Fahrstuhl mit gerissenem Seil, im Parabelflug in wenigen Kilometern Höhe und ebenso im Orbit. Umgekehrt spürt eine Rakete, die mit brennenden Triebwerken steigt, auch weit oben noch kräftige Beschleunigung. Der Unterschied ist aus dem Alltag vertraut: Im anfahrenden Aufzug wird man kurz schwerer, im bremsenden kurz leichter. Schwerelosigkeit ist der Grenzfall dieses Effekts.

Die gängige Grenze ist die Kármán-Linie in 100 Kilometern Höhe, die der Luftfahrtverband FAI als Schwelle zur Raumfahrt führt. Sie ist eine Konvention, kein physikalischer Sprung: Die Atmosphäre wird nach oben immer dünner, ohne irgendwo aufzuhören. Die USA verwenden für die Vergabe von Astronautenabzeichen traditionell eine etwas niedrigere Schwelle, weshalb zwei Definitionen nebeneinander bestehen. Die Schwerkraft endet an keiner der beiden Marken; sie nimmt mit dem Quadrat der Entfernung vom Erdmittelpunkt ab, und gegenüber dem Erdradius sind hundert Kilometer wenig.

In gut 400 Kilometern Höhe zieht die Erde die Raumstation fast so stark an wie einen Gegenstand am Boden. Die Station fällt permanent, aber so schnell seitwärts, dass sie an der Erde vorbeifällt. Wie lange eine Bahn hält, hängt dagegen sehr wohl von der Höhe ab: Dicht über der Atmosphäre bremst die Restluft so stark, dass eine Umlaufbahn binnen Tagen oder Wochen zerfällt. Ein suborbitaler Flug erzeugt dieselbe Schwerelosigkeit für einige Minuten, weil die Kapsel nach Brennschluss ebenfalls frei fällt – nur auf einer Bahn, die zurück zur Erde führt.