La maggior parte dei nostri lettori abituali capisce perché gli astronauti e gli oggetti sembrano galleggiare sulla Stazione Spaziale Internazionale, ma ci sono alcuni preconcetti e idee sbagliate su questo argomento che non sono vere e che non rappresentano una buona comprensione della fisica! Questo video fornisce uno sguardo divertente su alcune delle idee che la gente ha sull’ambiente a gravità zero a bordo di un veicolo spaziale orbitante, e mostra perché gli astronauti sembrano effettivamente senza peso.
Ma discutiamone anche noi:
Quando viene chiesto perché gli oggetti e gli astronauti nelle navicelle spaziali appaiono senza peso, molte persone danno queste risposte:
1. Non c’è gravità nello spazio e non pesano nulla.
2. Lo spazio è un vuoto e non c’è peso. Lo spazio è un vuoto e non c’è gravità nel vuoto.
3. Gli astronauti sono troppo lontani dalla superficie terrestre per essere soggetti alla sua attrazione gravitazionale.
Queste risposte sono tutte sbagliate!
La cosa principale da capire qui è che c’è gravità nello spazio. Questo è un malinteso molto comune. Cosa mantiene la Luna nella sua orbita intorno alla Terra? La gravità. Cosa mantiene la Terra nell’orbita intorno al Sole? La gravità. Cosa tiene insieme le galassie? La gravità.
La gravità è ovunque nello spazio!
Se si costruisse una torre sulla Terra alta 370 km (230 miglia), circa quanto l’orbita della Stazione Spaziale, la gravità in cima alla torre sarebbe quasi forte come se si fosse a terra. Se si facesse un passo dalla cima della torre, si cadrebbe sulla Terra proprio come farà Felix Baumgartner più tardi quest’anno quando tenterà di saltare dal bordo dello spazio. (Naturalmente, questo non tiene conto delle temperature di congelamento che alla fine causerebbero la tua morte, o di come l’assenza di aria o di pressione dell’aria ti ucciderebbe, o di come cadere attraverso l’atmosfera farebbe seriamente un numero sulle tue parti del corpo. E poi anche l’arresto improvviso sarebbe un male).
Allora, perché la Stazione Spaziale o i satelliti in orbita non cadono sulla Terra, e perché gli astronauti e gli oggetti all’interno della ISS o di altri veicoli spaziali sembrano galleggiare?
Per via della velocità!
Gli astronauti, la stessa ISS e gli altri oggetti nell’orbita terrestre non stanno galleggiando, in realtà stanno cadendo. Ma non cadono sulla Terra a causa della loro enorme velocità orbitale. Invece, cadono intorno alla Terra. Gli oggetti in orbita terrestre devono viaggiare ad almeno 28.160 km/h (17.500 mph). Quindi, mentre accelerano verso la Terra, la Terra si allontana sotto di loro e non si avvicinano mai. Poiché gli astronauti hanno la stessa accelerazione della stazione spaziale, si sentono senza peso.
Ci sono momenti in cui possiamo essere senza peso – brevemente – sulla Terra, quando si sta cadendo. Siete mai stati sulle montagne russe e appena superato il picco di una collina, mentre la macchina inizia a scendere, il vostro corpo si solleva dal sedile? Se foste in un ascensore alto cento piani, e il cavo si rompesse, mentre l’ascensore cade, galleggereste all’interno della cabina dell’ascensore. Naturalmente, in questo caso la fine sarebbe piuttosto disastrosa.
E anche voi probabilmente avete sentito parlare del “Vomit Comet” – l’aereo KC 135 che la NASA usa per creare brevi periodi di assenza di peso per l’addestramento degli astronauti e per testare esperimenti o attrezzature in zero-G, così come i voli commerciali Zero-G dove l’aereo vola in una parabola, e come le montagne russe (ma a velocità maggiori e altitudini più elevate) quando l’aereo va oltre la cima della parabola e si dirige verso il basso, si crea un ambiente a gravità zero mentre l’aereo cade. Fortunatamente, l’aereo si tira fuori dalla caduta e si livella.
Torniamo alla torre. Se invece di scendere dalla torre, facessi un salto di corsa, la tua energia in avanti ti porterebbe via dalla torre nello stesso momento in cui la gravità ti tira giù. Invece di colpire il terreno alla base della torre, atterreresti a una certa distanza. Se corressi più velocemente, potresti saltare più lontano dalla torre prima di colpire il terreno. Se potessi correre alla stessa velocità dello space shuttle e la ISS orbitasse intorno alla Terra, a 28.160 km/h (17.500 mph), l’arco del tuo salto farebbe un cerchio intorno alla Terra. Saresti in orbita e senza peso. Cadresti senza colpire il suolo. Servono però una tuta spaziale e aria respirabile a sufficienza.
E se si potesse correre a circa 40.555 km/h (25.200 mph) si salterebbe oltre la Terra e si inizierebbe ad orbitare intorno al Sole.
La Stazione Spaziale Internazionale, lo space shuttle e i satelliti sono progettati per rimanere in orbita, senza cadere a terra né sparare nello spazio. Orbitano intorno alla Terra ogni 90 minuti circa.
Quindi, quando sei in orbita, sei in caduta libera, e sei senza peso.
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