Jeder hat schon Videos und Bilder von Astronauten im Weltraum gesehen. Wir sehen sie bei jeder Mission, ebenso wie die Astronauten auf der Internationalen Raumstation, die sanft im Weltraum schweben. Wenn man jemanden fragen würde, warum die Astronauten im Weltraum schwerelos sind, würden sie wahrscheinlich alle sagen ‚weil es keine Schwerkraft gibt‘ – aber das wäre falsch.
Hier ist eine Situation und eine Frage für dich: Wir wissen, dass die Erde eine Anziehungskraft auf den Mond ausübt, und dass der Mond 384.400 km entfernt ist. Wenn also die Erde eine Anziehungskraft auf den Mond ausübt, warum sollte sie dann nicht auch auf die Internationale Raumstation wirken, die nur 330 km entfernt ist?
Die Antwort darauf ist ein bisschen komplizierter, aber die Grundlage ist, dass es im Weltraum eine gewisse Schwerkraft gibt, so dass der schwerelose Zustand der Astronauten nichts mit der Schwerkraft zu tun hat.
In Wirklichkeit fallen die Astronauten und auch die Raumstation. Wir müssen auch bedenken, dass es tonnenweise Weltraummüll und Satelliten gibt, die sich im Weltraum um den Planeten herum befinden. Sie alle fallen ebenfalls.
Jetzt werden Sie wahrscheinlich sagen: „Das gibt’s doch nicht“. Wenn die Raumstation und die Astronauten abstürzen würden, wären sie bereits auf der Erde aufgeschlagen. Dass sie nicht auf der Erde aufgeschlagen sind, liegt daran, dass sie fallen und dabei sehr schnell sind. Es ist auch die Geschwindigkeit, die sie davor bewahrt, auf die Erde zu fallen. Die Kombination aus Fallen und Geschwindigkeit gibt den Astronauten und der Internationalen Raumstation sowie den Satelliten und allem anderen, was da draußen schwebt, das Gefühl der Schwerelosigkeit.
Es gibt eine bestimmte Geschwindigkeit, die Objekte in der Erdumlaufbahn erreichen müssen, damit sie nicht in die Erdatmosphäre stürzen und verglühen. Sie müssen mindestens 28.160 Stundenkilometer zurücklegen. Außerdem ist die Erde rund, und das bedeutet, dass sie sich beim „Fallen“ unter ihnen wegwölbt. Die Geschwindigkeit in Verbindung mit der Erdkrümmung bedeutet, dass sich die Erde, während sie sich schneller auf sie zubewegt, in Wirklichkeit von ihnen weg krümmt. Da sich die Astronauten und die Raumstation mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen, haben sie ein Gefühl der Schwerelosigkeit.
Es gibt Situationen hier auf der Erde, in denen man dasselbe fühlen kann wie die Astronauten. Wenn Sie schon einmal mit einer Achterbahn gefahren sind, wissen Sie, dass Sie das Gefühl haben, aus dem Sitz zu fliegen, wenn es nach oben geht und die Spitze erreicht ist. Das gleiche Gefühl der Schwerelosigkeit entsteht durch die Kombination aus Geschwindigkeit und Krümmung der Achterbahn auf dem Weg nach unten. Und doch fällt man tatsächlich von der Spitze der Achterbahn.
Die gleichen physikalischen Prinzipien, die für die Achterbahn gelten, gelten auch für die Astronauten im Weltraum: Geschwindigkeit, kombiniert mit dem Fallen auf etwas, das sich wegbiegt, kann wie Schwerelosigkeit wirken. Wenn sich zwei Objekte, wie die Raumstation und ein Astronaut, mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen, scheint es, als ob sich keines der beiden bewegt und doch beide schwerelos sind.