Warum gibt es auf der Raumstation keine Schwerkraft?

Der freie Fall der ISS: Warum dort scheinbar keine Schwerkraft herrscht

Die Bilder der Astronauten, die schwerelos durch die Internationale Raumstation (ISS) schweben, suggerieren die Abwesenheit von Schwerkraft. Die Wahrheit ist jedoch subtiler: Auf der ISS wirkt die Erdanziehungskraft weiterhin, und zwar mit etwa 90% der Stärke, die wir auf der Erdoberfläche erfahren. Die scheinbare Schwerelosigkeit, genauer die Mikrogravitation, ist ein Resultat des kontinuierlichen freien Falls der Raumstation.

Stellen Sie sich einen Aufzug vor, der im freien Fall nach unten stürzt. Während des Falls würden Sie sich schwerelos fühlen, weil Sie und der Aufzug mit der gleichen Geschwindigkeit beschleunigt werden. Die Erde zieht Sie und den Aufzug gleichermaßen an, aber keine Kraft wirkt zwischen Ihnen und dem Aufzug. Dieser Effekt ist identisch mit dem, was auf der ISS passiert.

Die ISS umkreist die Erde in einer Höhe von etwa 400 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 28.000 Kilometern pro Stunde. Diese enorme Geschwindigkeit ist essentiell. Die Erdanziehungskraft wirkt permanent auf die Raumstation und versucht, sie zur Erde zu ziehen. Gleichzeitig bewegt sich die ISS jedoch tangential – also parallel zur Erdoberfläche – mit einer solchen Geschwindigkeit, dass die Gravitationskraft sie ständig “verfehlt”. Statt auf die Erde zu stürzen, fällt die ISS um die Erde herum. Es ist ein perfekter, kontinuierlicher freier Fall.

Die Mikrogravitation auf der ISS ist nicht perfekt. Geringe Restkräfte, wie beispielsweise die geringe, aber messbare Anziehungskraft von Sonne und Mond, sowie die minimale Luftreibung, führen zu winzigen Abweichungen von der perfekten Schwerelosigkeit. Diese Effekte sind jedoch vernachlässigbar klein im Vergleich zur Erdanziehungskraft.

Es ist wichtig, zwischen Schwerelosigkeit und Mikrogravitation zu differenzieren. Echte Schwerelosigkeit existiert nur im leeren Raum, fern von jeglichen gravitativen Einflüssen. Auf der ISS herrscht hingegen Mikrogravitation, ein Zustand, der die Effekte der Schwerkraft stark reduziert, aber nicht vollständig eliminiert. Dieser Zustand ist für wissenschaftliche Experimente von unschätzbarem Wert, da er es erlaubt, Phänomene zu untersuchen, die auf der Erde durch die Erdanziehungskraft maskiert werden. Die scheinbare Schwerelosigkeit ist also nicht das Fehlen von Schwerkraft, sondern das Ergebnis eines genialen physikalischen Gleichgewichts zwischen Geschwindigkeit und Gravitation.