Como funciona a gravidade no espaço?

A relação que governa é simples: a atração cresce com as massas envolvidas e diminui com o quadrado da distância, medida de centro a centro. Duplicar a distância reduz a força a um quarto. Fundamentalmente, a lei nunca chega a zero. O campo da Terra alcança a Lua, a 384.400 km de distância, e vai além; o campo do Sol mantém Neptuno a 4,5 mil milhões de km. A gravidade não pode ser bloqueada, absorvida ou anulada por nenhum material, razão pela qual os engenheiros de veículos espaciais a tratam como a condição de fundo permanente de qualquer trajetória.

É também por isso que a altitude orbital varia menos do que as pessoas esperam. Medida a partir do centro da Terra, uma nave a 400 km de altura está apenas cerca de seis por cento mais afastada do que alguém de pé no solo, pelo que continua a sentir cerca de 90 por cento da gravidade de superfície.

Uma órbita é uma queda permanente que nunca aterra. Dê a um objeto velocidade horizontal suficiente e a curvatura descendente da sua trajetória causada pela gravidade iguala a curvatura do planeta por baixo. Em órbita terrestre baixa, essa velocidade é de cerca de 7,7 km/s, completando um circuito em aproximadamente 90 minutos. Tudo a bordo cai à mesma taxa, pelo que nada pressiona nada e a tripulação flutua — queda livre, não ausência de gravidade.

O design das missões explora o campo gravitacional em vez de o combater. Uma assistência gravitacional rouba uma fração do momento orbital de um planeta para acelerar uma sonda sem propulsor; a Voyager 2 usou sucessivos encontros com Júpiter, Saturno, Urano e Neptuno para atravessar o Sistema Solar exterior. Os pontos de Lagrange, onde os campos combinados de dois corpos e o movimento orbital se equilibram, mantêm observatórios como o telescópio espacial James Webb em posições estáveis a 1,5 milhões de km da Terra.