Vet du att astronauter på den internationella rymdstationen (ISS) upplever ungefär 90 procent av den gravitationsacceleration som vi känner på jordens yta? Det kan tyckas konstigt, särskilt eftersom de alltid svävar omkring när vi tittar på dem. Detta gör det frestande att säga att det inte finns någon gravitation i rymden, men det är helt klart mycket långt ifrån sanningen, så varför svävar de1?
På jorden dras vi ner mot jorden med 9,81 meter per sekund i kvadrat, vilket innebär att om vi inte pressades upp mot marken skulle vår hastighet öka med 9,81 meter per sekund varje sekund! Detta kallas fritt fall. Detta är något som kan upplevas under den inledande fasen av ett fallskärmshopp, under turbulens i ett flygplan eller när man åker ner för en brant del i en berg- och dalbana. Det åtföljs ofta av en konstig illamående känsla i magen.
Om vi tar en vattenflaska och borrar några hål i den kan vi se varför astronauterna är viktlösa. Både flaskan och vattnet utsätts för jordens gravitation. När flaskan hålls stilla faller vattnet ut genom hålen eftersom gravitationen drar ner det. När flaskan sedan släpps loss dras båda nedåt i samma takt. Utan någon skillnad i acceleration mellan dem flyter vattnet glatt i flaskan och går inte alls ut genom hålen.
Detta är faktiskt vad som händer med astronauterna. När något befinner sig i omloppsbana runt jorden dras det nedåt av gravitationskraften. För ISS är detta cirka 9 meter per sekund i kvadrat! Om ISS inte rörde sig ovanför jorden skulle den falla till ytan på mindre än en timme. Astronauten Scott Kelly var dock bara ombord i ett år och störtade inte till sin eldiga undergång. Detta beror på att ISS inte står stilla. Inte ens en liten bit.
USS går med cirka 17 000 mph, vilket är mer än 10 gånger hastigheten hos en snabbgående kula. Detta är helt nödvändigt, för när gravitationen drar ISS ner mot ytan har rymdstationen rört sig tillräckligt långt för att missa ytan. Denna balans är mycket osäker. Om ISS skulle åka snabbare skulle den i stället komma längre bort från jorden varje gång och fly ut i rymden. Om den skulle gå långsammare skulle den ständigt komma närmare jorden, vilket inte är vad vi vill2.
Hur tränar astronauterna för att vänja sig vid detta? Låt oss gå tillbaka till demonstrationen med vattenflaskan igen. Ta en sekund och fundera: Vad skulle hända om vi i stället för att bara släppa vattenflaskan kastade upp den i luften? Låt oss ta en titt!
Samtidigt som man kanske tror att vattnet kommer ut på vägen upp och stannar inne på vägen ner, visar det sig istället att vattnet stannar inne i flaskan från det ögonblick som den är fri från handen. Detta innebär att den också befinner sig i fritt fall medan den går upp, vilket verkar konstigt, men både vattnet och flaskan är utsatta för samma gravitation utan andra yttre krafter under samma tid. För att träna astronauterna gör man samma sak, men med en luftp
bana. Detta plan, som på ett smart och obehagligt sätt kallas Vomit Comet, flyger upp och sedan kustar genom luften, vilket gör att det kan fortsätta uppåt i en liknande bana som flaskan. Innan den träffar marken drar piloterna sedan upp sig och flyger uppåt en stund innan de upprepar processen igen. Som du kan föreställa dig är det tillräckligt för att göra vem som helst lite illamående3.
1Bild: Satoshi Furukawa flyter ombord på ISS. Foto: NASA
2Detta är ett verkligt problem. ISS saktar ner något på grund av de yttre delarna av jordens atmosfär. Som ett resultat av detta använder de sig av drivraketer för att få upp farten igen ungefär en gång i månaden!
3Bild: Bild: Trajektor för Vomit-kometen. Med tillstånd av NASA
Skrivet av: Scott Alton