Wist u dat astronauten in het internationale ruimtestation (ISS) ongeveer 90% van de zwaartekrachtsversnelling ondervinden die wij op het aardoppervlak voelen? Dat lijkt misschien vreemd, vooral omdat als we naar hen kijken, ze altijd rondzweven. Het is daarom verleidelijk om te zeggen dat er geen zwaartekracht is in de ruimte, maar dat is duidelijk ver bezijden de waarheid, dus waarom zweven ze dan1? Op aarde worden we naar de aarde getrokken met een snelheid van 9,81 meter per seconde in het kwadraat, wat betekent dat als we niet tegen de grond gedrukt werden, onze snelheid elke seconde met 9,81 meter per seconde zou toenemen! Dit staat bekend als de vrije val. Dit is iets dat kan worden ervaren tijdens de beginfase van een parachutesprong, tijdens turbulentie in een vliegtuig, of tijdens het afdalen van een steil stuk in een achtbaan. Het gaat vaak gepaard met een vreemd misselijk gevoel in de maag.
Door een waterfles te nemen en er enkele gaten in te boren, kunnen we zien waarom de astronauten gewichtloos zijn. Zowel de fles als het water worden onderworpen aan de zwaartekracht van de aarde. Als de fles stil wordt gehouden, valt het water door de gaten naar buiten omdat de zwaartekracht het naar beneden trekt. Als de fles wordt losgelaten, worden ze allebei met dezelfde snelheid naar beneden getrokken. Zonder verschil in versnelling blijft het water vrolijk in de fles zweven en komt het helemaal niet door de gaatjes naar buiten.
Dit is eigenlijk wat er met die astronauten gebeurt. Als iets zich in een baan rond de aarde bevindt, wordt het naar beneden getrokken door de zwaartekracht. Voor het ISS is dat ongeveer 9 meter per seconde in het kwadraat! Als het ISS niet boven de aarde zou bewegen, zou het in minder dan een uur naar de oppervlakte vallen. Astronaut Scott Kelly was echter net een jaar aan boord en stortte niet naar zijn vurige ondergang. Dat komt omdat het ISS niet stil blijft staan. Zelfs niet een klein beetje.
Het ISS gaat met ongeveer 17.000 mph, dat is meer dan 10 keer de snelheid van een speeding bullet. Dat is ook nodig, want als de zwaartekracht het ISS naar de oppervlakte drijft, is het ruimtestation ver genoeg verplaatst om de oppervlakte te missen. Dit evenwicht is heel precair. Als het ISS sneller zou gaan, zou het elke keer verder van de aarde komen en de ruimte in ontsnappen. Als het langzamer zou gaan, zou het steeds dichter bij de aarde komen, en dat is niet wat we willen2.
Hoe trainen astronauten om hieraan te wennen? Laten we nog eens teruggaan naar de demonstratie met de waterfles. Denk eens even na: wat zou er gebeuren als we de fles water in de lucht zouden gooien in plaats van hem gewoon te laten vallen? Laten we eens kijken! 
Terwijl je zou denken dat het water eruit komt op de weg naar boven en erin blijft op de weg naar beneden, blijkt dat het water in het flesje blijft zitten vanaf het moment dat het loskomt van je hand. Dit betekent dat de fles ook in vrije val is terwijl hij omhoog gaat, wat vreemd lijkt, maar zowel het water als de fles worden gedurende dezelfde tijd onderworpen aan dezelfde zwaartekracht zonder andere krachten van buitenaf. Om de astronauten te trainen, doen ze hetzelfde, maar dan met een luchtp
vliegtuig. Dit vliegtuig, slim en onaangenaam bekend als de Braakselkomeet, vliegt omhoog en kust dan door de lucht, waardoor het in een soortgelijke baan als de fles verder omhoog vliegt. Dan, voordat het de grond raakt, trekken de piloten zich op en gaan een stukje de lucht in voordat ze het proces herhalen. Zoals u zich kunt voorstellen, is het genoeg om iemand een beetje misselijk te maken.
1 Afbeelding: Satoshi Furukawa zweeft aan boord van het ISS. Foto credit: NASA
2Dit is een echt probleem. Het ISS wordt iets langzamer door de buitenste regionen van de atmosfeer van de aarde. Daarom gebruiken ze ongeveer één keer per maand stuwraketten om weer op snelheid te komen!
3Afbeelding: Baan van de Braakselkomeet. Met dank aan NASA
Written door: Scott Alton