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Warum schweben Astronauten im Weltraum?

Kurze Antwort

Weil sie sich im freien Fall befinden, nicht weil die Schwerkraft fehlt. Auf der Höhe der Internationalen Raumstation, etwa 400 km, zieht die Erde fast so stark wie auf Meereshöhe, aber die Station und ihre Besatzung fallen gemeinsam mit rund 28.000 km/h um den Planeten, sodass nichts mehr auf die Füße drückt.

Warum schweben Astronauten im Weltraum?
Schwerelos schwebende Wasserblase vor Astronaut Leland D. Melvin im Space Shuttle (stark beschnitten)

Der Boden verschwindet

Gewicht ist keine Eigenschaft eines Körpers; es ist das, was man fühlt, wenn etwas ihn trägt. Im Stehen drückt der Boden gegen die Füße, und das Nervensystem interpretiert diesen Druck als Gewicht. Entfernt man den Druck, etwa beim Sprung von einem Trampolin, verschwindet das Gefühl, obwohl die Schwerkraft genau wie eine Sekunde zuvor weiterwirkt. Astronauten leben permanent in dieser Sekunde. Ihr Raumfahrzeug fällt, sie fallen im selben Tempo darin, und es gibt nichts, gegen das sie drücken könnten.

Fallen und das Ziel verfehlen

Der Fall endet nie, dank der horizontalen Geschwindigkeit. Die Internationale Raumstation umkreist den Planeten in etwa 400 km Höhe, wo die Erdanziehung nur etwas schwächer ist als auf Meereshöhe, und bewegt sich mit rund 28.000 km/h, wodurch sie den Planeten in etwa 90 Minuten umrundet. Ihre Flugbahn krümmt sich durch die Schwerkraft nach unten im selben Tempo, mit dem sich die Oberfläche darunter krümmt. Würde man die Geschwindigkeit entfernen, würde die Station fallen wie jedes andere Objekt – genau das erreicht ein Wiedereintrittsmanöver.

Mikrogravitation, nicht Schwerelosigkeit null

Der Zustand hat einen Namen, Mikrogravitation, und die Vorsilbe ist ehrlich. Die Restkräfte sind klein, aber real: Die dünne obere Atmosphäre bremst die Struktur, die vom Massenschwerpunkt am weitesten entfernten Teile neigen dazu, sich unterschiedlich zu bewegen, und jeder Triebwerksschub oder Stoß der Besatzung macht sich in empfindlichen Experimenten bemerkbar. Die Folgen sind sichtbar. Wasser sammelt sich in Kugeln, Flammen brennen rund, und das Blut, das sich normalerweise in den Beinen ansammelt, verschiebt sich zur Brust und zum Kopf, sodass neu angekommene Besatzungen ein geschwollenes Gesicht und dünne Beine haben.

Schweben erfordert nicht einmal eine Umlaufbahn. Passagiere eines suborbitalen Flugs fühlen dasselbe, während ihre Kapsel aufsteigt und wieder absinkt, denn auch in diesen wenigen Minuten trägt sie nichts.

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