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Wie ist die Schwerkraft im Weltraum?

Kurze Antwort

Im Weltraum gibt es Schwerkraft, und zwar reichlich: In der Höhe von 400 km der Internationalen Raumstation sind es etwa 8,7 m/s², fast 90 % des Oberflächenwerts. Die Besatzung schwebt, weil sich die Station in ständigem freiem Fall um die Erde befindet, nicht weil die Schwerkraft verschwunden wäre.

Wie ist die Schwerkraft im Weltraum?
STS-135, letzter Rundflug um die ISS, 1

Wie viel Schwerkraft es im niedrigen Orbit gibt

Newtons Formel zeigt, dass die Gravitationskraft mit dem Quadrat des Abstands zum Erdmittelpunkt abnimmt, nicht mit der Höhe über dem Boden. Da der Erdradius etwa 6.371 km beträgt, entfernt der Aufstieg auf die Höhe von 400 km der Internationalen Raumstation das Fahrzeug nur um etwa 6 % weiter vom Mittelpunkt des Planeten. Das Ergebnis ist eine Schwerkraft von rund 8,7 m/s², verglichen mit 9,8 m/s² an der Oberfläche: etwa 90 %.

Dieser Wert reicht immer noch völlig aus, um die Bewegung des Orbitalkomplexes vollständig zu bestimmen. Tatsächlich ist es genau die Erdanziehung, die die Station auf ihrer Kreisbahn hält, statt sie geradlinig davonfliegen zu lassen.

Warum schweben sie dann?

Was das Gefühl von Gewicht aufhebt, ist der freie Fall. Die Station bewegt sich mit etwa 7,66 km/s, einer Geschwindigkeit, bei der ihre gekrümmte Bahn der Krümmung des Planeten entspricht: Sie fällt, ohne je den Boden zu erreichen. Da das Fahrzeug, die Luft darin und die Besatzung alle genau im gleichen Maß fallen, drückt nichts gegen etwas anderes, und alles erscheint schwerelos. Derselbe Effekt wird für einige Sekunden bei den Parabelflügen gespürt, die Agenturen für Training und zum Testen von Experimenten nutzen.

Ingenieure sprechen lieber von Mikrogravitation, weil die verbleibende Beschleunigung nicht null ist: Reibung mit der Restatmosphäre, Triebwerkszündungen zum Anheben der Umlaufbahn, Bewegungen der Besatzung und Gezeitengradienten innerhalb des Moduls selbst hinterlassen Beschleunigungen in der Größenordnung eines Millionstels der Erdschwerkraft. Das ist ein winziger Wert, aber relevant für empfindliche Kristallographie- oder Fluidphysik-Experimente, die meist in schwingungsisolierten Gestellen montiert werden.

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