誰もが宇宙飛行士の映像や写真を見たことがあるでしょう。 国際宇宙ステーションにいる宇宙飛行士もそうですが、ミッションのたびに、宇宙で静かに浮いているのを私たちは見ています。
ここで、ある事情と質問があります。 地球が月に引力をもっていること、月は384,400km離れていることが分かっています。 では、もし地球が月に重力を持っているならば、なぜ330kmしかない国際宇宙ステーションにも影響を与えないのでしょうか？
この答えはちょっとだけ複雑ですが、基本は「宇宙には重力があるから、宇宙飛行士の無重力状態は重力とは関係ない」ということです。
実際には、宇宙飛行士は落下しているし、宇宙ステーションも落下している。 また、地球の周りの宇宙には、何トンものスペースデブリや人工衛星があることも忘れてはいけません。
今、あなたはおそらく「まさか」と言っているでしょう。 もし、宇宙ステーションと宇宙飛行士が落下するのであれば、すでに地球にぶつかっているはずです。 彼らが地球にぶつかっていないのは、落下していることと、非常に速いスピードで進んでいることによります。 地球に落ちないのは、やはりスピードのおかげです。 落下とスピードの組み合わせによって、宇宙飛行士や国際宇宙ステーション、人工衛星など、宇宙を漂うすべてのものに無重力感覚がもたらされているのです。
地球を回る物体が、地球の大気に衝突して燃えないようにするためには、一定の速度が必要です。 少なくとも時速28,160kmで移動しなければならない。 さらに、地球は丸いので、物体が「落ちる」とき、その下はカーブしていることになる。 この速度は、地球の曲率と相まって、彼らが地球に向かって速く進むと、実は地球は彼らから遠ざかるように曲がっていることを意味します。 宇宙飛行士と宇宙ステーションは同じ速度で移動しているので、無重力状態にあるような感覚を味わうことができます。
宇宙飛行士が経験しているのと同じことを感じられる状況が、ここ地上にもあるのです。 ジェットコースターに乗ったことがある人ならわかると思いますが、上へ上へと向かっていくと、まるで座席から飛び出してしまいそうな感覚に陥ります。 これは、ジェットコースターが下りてくるときのスピードと曲率の組み合わせによるもので、無重力と同じ感覚なのです。
ジェットコースターに適用される物理の原理は、宇宙飛行士にも適用されます。 もし、宇宙ステーションと宇宙飛行士のような2つの物体があり、どちらも同じ速度で進んでいると、どちらも動いていないのに無重力であるかのように見えるでしょう。