Varför en astronaut i en kretsande rymdfarkoster float?

Varför en astronaut i en kretsande rymdfarkoster float?

Det är en populär missuppfattning att det inte finns någon gravitation i rymden. I själva verket är dragningskraft på astronauterna i den internationella rymdstationen (ISS) nästan hela beloppet (ca 90%) av dragningskraft på ytan av jorden. Medan i omloppsbana runt jorden, är ISS gratis faller och allt inuti ISS är också gratis faller. I sann fritt fall känner du viktlös, men det finns fortfarande allvar som orsakar dig att falla.
.
Anta att du är i en hiss och kablar fäst och hissen börjar falla. Bortsett från luft friktion, kommer du och alla i hissen alla falla med samma hastighet som hissen. Du kommer att kunna "flyta" viktlöst inuti hissen, precis som astronauter gör inne på ISS.
.
För hissen vet vi så småningom möter du ett olämpligt slut när hissen slår bottenvåningen. Men till skillnad från hissen, ISS också rörelse i sidled på en mycket hög hastighet, så det faller nedåt, det också färdas i sidled och så ISS följer inriktning av en cirkel. Formen och storleken av denna cirkel är sådan att ISS blir aldrig någon närmare till jorden, även om det "faller". ISS är gratis faller i en orbital väg.
.
Att förstå hur ISS är gratis faller, Följ detta mentala experiment. Bortse från luft friktion och förutsätter att du har obegränsad styrka. Föreställa sig kasta en baseball nivå till marken - det vill säga du kasta inte den uppåt eller nedåt, men det reser parallellt med marken när det lämnar din hand. Av erfarenhet vet vi alla bollen kommer att resa ett sätt innan den föll till marken. Nu, kasta det dubbelt så hårt. Det kommer att resa två gånger så långt innan du slår mot marken. Tänk dig nu att kunna kasta baseball så hårt att den landar 6000 miles (10.000 Km) bort. Men 6000 mil är en fjärdedel av vägen runt sfäriska planeten. Så bollen inte går i en rak linje - det föll hela tiden det var under flygning, men eftersom jorden böjda bort, bollen också rest i en böjd linje i gratis sjönk. Slutligen, Tänk dig kasta bollen så hårt att, eftersom den föll nedåt, jorden böjda bort i samma takt, och så bollen susade runt jorden och slå dig på baksidan av huvudet.
.
Vi vet att en boll inte kan slå dig på baksidan av huvudet, även om du kan kasta den så svårt, på grund av luft friktion och hinder i vägen, som bergen. Men på 250 miles upp, det är (nästan) ingen luft friktion och några hinder för att hindra bollen från cirklande jorden. Det är precis vad som händer med ISS - raketer push (kast) ISS så hårt och så snabbt i en sidledes riktning, som ISS faller, jorden kurvorna från det i exakt samma takt, och så ISS verkligen faller utan att faktiskt få närmare jorden.
.
Det är därför när de gör filmer (som Apollo 13, regisserad av Ron Howard), de skulle kunna duplicera sant tyngdlöshet. De sätter aktörerna i en uppsättning inuti ett jet flygplan, och flög flygplan högt upp, skära motorer, och få flygplan, och alla i den, gratis hösten ett tag. Under flygplanet fritt fall var alla viktlös, precis som om de var på ISS.
.
Vi vet från Newtons första lag av rörelse som en kropp i rörelse rör sig med samma hastighet och i samma riktning såvida inte en kraft agerar på den. Så vet vi att ISS skulle gå i en rak linje, inte i omloppsbana, om inga krafter agerade på den. Men den följer en cirkulär bana, och så vi vet med säkerhet att det hela styrkan av gravitation fortfarande agera vid ISS och alla ombordvarande.