Perché un astronauta pesa meno sulla Luna?

La massa misura la quantità di materia in un corpo ed è la stessa in tutto l'universo. Il peso, invece, è una forza: questa massa moltiplicata per l'accelerazione gravitazionale del corpo celeste su cui ci si trova. Sulla Terra questa accelerazione è di 9,81 m/s², sulla superficie lunare di 1,62 m/s². Per questo un astronauta con 80 kg di massa pesa qui circa 785 N e lì solo circa 130 N, cioè quasi un sesto.

Una bilancia pesapersone misura la forza, non la materia, perciò "mente" quando si cambia mondo. Una bilancia a bracci, che confronta le masse, darebbe lo stesso risultato in entrambi i luoghi.

La forza gravitazionale di un corpo sferico dipende dalla sua massa e dal quadrato della distanza dal centro. La Luna ha circa l'1,2% della massa della Terra e un raggio di circa 1.737 km, poco più di un quarto del raggio terrestre. Il raggio minore favorisce la gravità lunare, ma non compensa affatto il deficit di massa, e il risultato è quel quasi un sesto.

Con tuta pressurizzata e zaino di supporto vitale, l'intera attrezzatura sulla Terra superava gli 80 kg e non era praticabile; sulla Luna corrispondeva a portare poco più di 13 kg. Le riprese della missione mostrano la conseguenza: gli astronauti abbandonarono la camminata normale passando a un'andatura saltellante, perché bastava una spinta minima per staccarsi dal regolite, e il tempo di caduta era lungo. L'inerzia, tuttavia, continuava a corrispondere alla massa totale, per cui frenare o girare costava tanta forza quanto sulla Terra. Questa discrepanza tra peso ridotto e inerzia invariata fu una delle conclusioni più ripetute nei resoconti degli equipaggi sulla mobilità.