Vidste du, at astronauter på den internationale rumstation (ISS) oplever omkring 90 % af den tyngdeacceleration, som vi føler på Jordens overflade? Det kan virke mærkeligt, især fordi de altid svæver rundt, når vi ser på dem, når vi ser på dem. Selv om det gør det fristende at sige, at der ikke er nogen tyngdekraft i rummet, er det helt klart meget langt fra sandheden, så hvorfor svæver de1?
På Jorden bliver vi trukket ned mod Jorden med 9,81 meter pr. sekund i kvadrat, hvilket betyder, at hvis vi ikke blev presset op mod jorden, ville vores hastighed stige med 9,81 meter pr. sekund hvert sekund! Dette er kendt som frit fald. Dette er noget, som man kan opleve i den indledende fase af et faldskærmsudspring, under turbulens i et fly eller mens man kører ned ad en stejl del i en rutsjebane. Det er ofte ledsaget af en underlig kvalmende fornemmelse i maven.
Ved at tage en vandflaske og bore nogle huller i den, kan vi se, hvorfor astronauterne er vægtløse. Både flasken og vandet bliver udsat for Jordens tyngdekraft. Når flasken holdes stille, falder vandet ud gennem hullerne, fordi tyngdekraften trækker det nedad. Når flasken så slippes, trækkes de begge ned med samme hastighed. Da der ikke er nogen forskel i acceleration mellem dem, flyder vandet lykkeligt inde i flasken og kommer slet ikke ud af hullerne.
Det er faktisk det, der sker med disse astronauter. Når noget er i kredsløb om Jorden, bliver det trukket nedad af tyngdekraften. For ISS er dette ca. 9 meter pr. sekund i kvadrat! Hvis ISS ikke bevægede sig over Jorden, ville det falde ned til overfladen på mindre end en time. Astronaut Scott Kelly var dog kun om bord i et år og styrtede ikke ned mod sin brændende undergang. Det skyldes, at ISS ikke står stille. Ikke engang en lille smule.
ISS flyver med ca. 17.000 mph, hvilket er over 10 gange hastigheden på en kugle i fart. Det er helt nødvendigt, for da tyngdekraften trækker ISS ned mod overfladen, har rumstationen bevæget sig langt nok til at ramme forbi overfladen. Denne balance er meget skrøbelig. Hvis ISS kørte hurtigere, ville den i stedet komme længere væk fra Jorden hver gang og flygte ud i rummet. Hvis den kørte langsommere, ville den konstant komme tættere på Jorden, hvilket ikke er det, vi ønsker2.
Hvordan træner astronauterne for at vænne sig til dette? Lad os gå tilbage til demonstrationen med vandflasken igen. Tag et øjeblik til at tænke: Hvad ville der ske, hvis vi i stedet for bare at tabe vandflasken kastede den op i luften? Lad os se på det!
Mens man måske tror, at vandet vil komme ud på vej op og blive inde på vej ned, viser det sig i stedet, at vandet bliver inde i flasken fra det øjeblik, den er fri af hånden. Det betyder, at den også er i frit fald, mens den er på vej op, hvilket virker mærkeligt, men både vandet og flasken er udsat for den samme tyngdekraft uden andre ydre kræfter i samme tidsrum. For at træne astronauterne gør de det samme, men med en luftp
bane. Dette fly, der snedigt og ubehageligt nok er kendt under navnet Vomit Comet, flyver op og kører derefter i en coastal gennem luften, så det kan fortsætte opad i en lignende bane som flasken. Inden den så rammer jorden, trækker piloterne op og flyver lidt op i luften, inden de gentager processen igen. Som du kan forestille dig, er det nok til at gøre enhver en smule utilpas3.
1Billede: Satoshi Furukawa svæver om bord på ISS. Photo credit: NASA
2Dette er et reelt problem. ISS bliver lidt langsommere på grund af de yderste dele af Jordens atmosfære. Som følge heraf bruger de thrusters til at komme op i fart igen ca. en gang om måneden!
3Billede: Billede: Trajektor for Vomit-kometen. Med venlig hilsen fra NASA
Skrevet af: Scott Alton