In welcher Höhe beginnt Schwerelosigkeit?

Schwerelosigkeit: Ein Gefühl ohne feste Höhe

Die Frage, ab welcher Höhe Schwerelosigkeit beginnt, lässt sich nicht mit einer einzigen Zahl beantworten. Der verbreitete Irrglaube, dies geschehe an der Karman-Linie (100 km Höhe), ist zwar nicht völlig falsch, greift aber zu kurz. Die Karman-Linie definiert lediglich den Beginn des Weltraums im Sinne von fehlendem aerodynamischen Auftrieb, nicht aber den Beginn von Schwerelosigkeit. Diese ist ein komplexeres Phänomen, abhängig von verschiedenen Faktoren.

Die Rolle der Erdanziehung: Schwerelosigkeit, genauer Mikrogravitation, bedeutet nicht das völlige Fehlen von Gravitation. Die Erdanziehungskraft wirkt auch in großen Höhen, wenn auch mit abnehmender Stärke. Die Gravitation nimmt mit dem Quadrat der Entfernung zum Erdmittelpunkt ab. Theoretisch würde sie nie ganz verschwinden, nur unendlich weit entfernt.

Der Schlüssel: Freier Fall und Bahngeschwindigkeit: Das Gefühl der Schwerelosigkeit entsteht durch den Zustand des freien Falls. Ein Astronaut in der Internationalen Raumstation (ISS), die sich in etwa 400 km Höhe befindet, erlebt Schwerelosigkeit, weil er – zusammen mit der ISS – ständig um die Erde fällt. Die immense Bahngeschwindigkeit der ISS sorgt dafür, dass sie dem Erdboden "entkommt" und ständig den Erdkrümmung folgt. Dieser ständige Fall ohne den Widerstand des Bodens erzeugt das Gefühl der Schwerelosigkeit.

Der Einfluss der Atmosphäre: In niedrigen Erdumlaufbahnen, in denen sich die ISS befindet, ist die Atmosphäre zwar extrem dünn, aber noch nicht vollständig verschwunden. Dies führt zu einem minimalen Luftwiderstand, der die Bahngeschwindigkeit und damit das Gefühl der Schwerelosigkeit leicht beeinflusst. In höheren Umlaufbahnen ist der Einfluss der Atmosphäre vernachlässigbar.

Kein plötzlicher Übergang: Es gibt also keinen scharfen Übergangspunkt, an dem plötzlich Schwerelosigkeit einsetzt. Das Gefühl der Schwerelosigkeit nimmt mit zunehmender Höhe und zunehmender Entfernung von der Erde graduell zu, abhängig von der Geschwindigkeit des Objekts und seiner Flugbahn.

Fazit: Während die Karman-Linie eine wichtige Grenze für die Luft- und Raumfahrt definiert, ist sie kein Indikator für den Beginn von Schwerelosigkeit. Diese entsteht durch den freien Fall in Kombination mit einer ausreichend hohen Bahngeschwindigkeit, um die Erdkrümmung zu kompensieren. Der Grad der Schwerelosigkeit ist abhängig von Höhe, Geschwindigkeit und dem Einfluss der (dünnen) Atmosphäre. Man könnte sagen: Schwerelosigkeit beginnt dort, wo die Gravitationskraft durch die Zentrifugalkraft der Umlaufbahn ausgeglichen wird und ein Zustand des freien Falls erreicht wird.