Suuri osa tavallisista lukijoistamme ymmärtää, miksi astronautit ja esineet näyttävät leijuvan Kansainvälisellä avaruusasemalla, mutta aiheesta on olemassa joitakin väärinkäsityksiä ja ennakkokäsityksiä, jotka eivät pidä paikkaansa ja jotka eivät edusta kovinkaan hyvää ymmärrystä fysiikasta! Tämä video tarjoaa viihdyttävän katsauksen joihinkin käsityksiin, joita ihmisillä on painottomasta ympäristöstä kiertoradalla kiertävällä avaruusaluksella, ja osoittaa, miksi astronautit todella vaikuttavat painottomilta.
Mutta keskustellaan siitäkin:
Kun kysytään, miksi esineet ja astronautit avaruusaluksessa näyttävät painottomilta, monet ihmiset antavat nämä vastaukset:
1. Avaruudessa ei ole painovoimaa eivätkä ne paina mitään.
2. Avaruudessa ei ole painovoimaa eivätkä ne paina mitään. Avaruus on tyhjiö ja tyhjiössä ei ole painovoimaa.
3. Astronautit ovat liian kaukana Maan pinnasta ollakseen sen vetovoiman kohteena.
Nämä vastaukset ovat kaikki vääriä!
Tärkeintä on ymmärtää, että avaruudessa ON painovoimaa. Tämä on hyvin yleinen väärinkäsitys. Mikä pitää Kuun kiertoradallaan Maan ympärillä? Painovoima. Mikä pitää maapallon kiertoradalla auringon ympäri? Painovoima. Mikä pitää galaksit yhdessä? Painovoima.
Painovoimaa on kaikkialla avaruudessa!
Jos rakentaisit maapallolle 370 km (230 mailia) korkean tornin, joka on suunnilleen yhtä korkea kuin avaruusaseman kiertorata, painovoima tornin huipulla olisi melkein yhtä voimakas kuin jos olisit maan päällä. Jos astuisit tornin huipulta alas, putoaisit Maahan aivan kuten Felix Baumgartner tekee myöhemmin tänä vuonna, kun hän yrittää hypätä avaruuden reunalta. (Tässä ei tietenkään oteta huomioon pakkaslämpötiloja, jotka lopulta aiheuttaisivat kuolemasi, tai sitä, että ilman tai ilmanpaineen puuttuminen tappaisi sinut, tai sitä, että putoaminen ilmakehän läpi tekisi vakavaa jälkeä ruumiinosillesi. Ja sitten se äkkipysähdys olisi myös paha.)
Miksi avaruusasema tai kiertoradalla olevat satelliitit eivät putoa maahan, ja miksi ISS:n tai muiden avaruusalusten sisällä olevat astronautit ja esineet näyttävät leijuvan?
Nopeuden takia!
Astronautit, itse ISS ja muut Maan kiertoradalla olevat esineet eivät leiju, vaan ne todella putoavat. Mutta ne eivät putoa Maahan valtavan kiertonopeutensa vuoksi. Sen sijaan ne putoavat Maan ympäri. Maan kiertoradalla olevien esineiden on kuljettava vähintään 28 160 km/h (17 500 mph). Kun ne siis kiihdyttävät kohti Maata, Maa kaartuu niiden alla, eivätkä ne koskaan pääse lähemmäksi. Koska astronauttien kiihtyvyys on sama kuin avaruusasemalla, he tuntevat itsensä painottomiksi.
Maailmassa on hetkiä, jolloin voimme olla painottomia – hetkellisesti – kun putoamme. Oletko koskaan ollut vuoristoradassa ja juuri mäen huipun jälkeen, kun vaunu alkaa laskeutua, kehosi nousee istuimesta? Jos olisit sadan kerroksen korkuisessa hississä ja vaijeri katkeaisi, kun hissi putoaa, leijuisit hissikorin sisällä. Siinä tapauksessa lopputulos olisi tietysti melko katastrofaalinen.
Ja olet varmaan kuullut myös ”oksennuskomeetasta” – KC 135 -lentokoneesta, jota NASA käyttää luodakseen lyhyitä painottomuusjaksoja astronauttien harjoittelua varten ja kokeiden tai laitteiden testaamiseksi nollapainovoimassa, sekä kaupallisista nollapainovoimalennoista, joissa lentokone lentää paraabelissa, ja vuoristoradan tapaan (mutta suuremmalla nopeudella ja suuremmalla ilmakorkeudella) lentokoneen ylittäessä paraabelin yläpään ja suunnatessa alaspäin syntyy painovoimatilanne painovoimattoman ympäristön laskiessa. Onneksi kone vetäytyy putoamisesta ja tasaantuu.
Palataan takaisin torniin. Jos sen sijaan, että vain astuisit tornista alas, ottaisit juoksuhypyn, eteenpäin suuntautuva energiasi veisi sinut pois tornista samaan aikaan, kun painovoima vetäisi sinua alas. Sen sijaan, että osuisit maahan tornin juurella, laskeutuisit jonkin matkan päähän. Jos juoksisit nopeammin, voisit hypätä kauemmas tornista ennen maahan osumista. Jos voisit juosta yhtä nopeasti kuin avaruussukkula ja ISS kiertää maapalloa 28 160 km/h (17 500 mph), hyppysi kaari kiertäisi maapallon ympäri. Olisit kiertoradalla ja painottomana. Putoaisit ilman, että osuisit maahan. Tarvitaan kuitenkin avaruuspuku ja runsaasti hengitettävää ilmaa.
Ja jos pystyisit juoksemaan noin 40 555 km/h (25 200 mph) nopeudella, hyppäisit suoraan Maan ohi ja lähtisit kiertämään Aurinkoa.
Kansainvälinen avaruusasema, avaruussukkula ja satelliitit on suunniteltu niin, että ne pysyvät kiertoradalla, eivätkä putoa maahan eivätkä ammu avaruuteen. Ne kiertävät Maata noin 90 minuutin välein.
Ollessasi kiertoradalla olet siis vapaassa pudotuksessa ja painoton.
Vastaa