Nyt fra videnskabens verden

Astronauter er i frit fald

Astronauter er i frit fald

Hvorfor tror du astronauter i kredsløb om Jorden svæver vægtløse rundt? Fordi der ikke er nogen tyngdekraft i rummet?

Det er en udbredt misforståelse, at der ikke er nogen tyngdekraft i rummet. I den højde hvor for eksempel den internationale rumstation befinder sig, er Jordens tyngdekraft faktisk næsten usvækket (ca. 90 procent).

Den internationale rumstation
Den Internationale Rumstation taget af NASA – Public Domain via Wikimedia Commons.

Falder forbi Jorden

Hvis du havde en stige, der var høj nok til at nå op i samme højde som Den Internationale Rumstation, ville du således kun veje omkring 10 procent mindre på stiens øverste trin end ved Jordens overflade. Hvis du dernæst slap dit tag i stien, ville du ligesom astronauterne opleve vægtløshed, men kun indtil du kort efter ramte jordoverfladen i høj fart!

Forklaringen på at astronauterne ikke også styrter ned til jordoverfladen, men forbliver i kredsløb er, at astronauterne samtidigt bevæger sig vandret i høj nok fart til, at deres fald opvejes af Jordens krumning.

Det vil sige, at selvom astronauter (og andre objekter i kredsløb) også falder tilbage mod Jorden, bevæger de sig samtidig vandret med en hastighed på tusindvis af kilometer i timen, hvilket gør at de aldrig når jordoverfladen, fordi Jorden hele tiden krummer væk under dem.

Et tankeeksperiment

tegningDu kan tænke dig til en tilsvarende situation, hvor du affyrer en riffel parallelt med jordoverfladen. Riffelkuglen er påvirket af Jordens fulde tyngdekraft (og luftmodstand), men alligevel rammer den først jordoverfladen flere kilometer væk på grund af dens høje fart. Forestil dig så, at din riffel var i stand til at affyre kuglen med en så stor hastighed, at den først lander 10.000 kilometer væk. Det er omtrent en fjerdel af Jordens omkreds og nok til at man kan forestille sig, hvordan jordkloden krummer nedad under kuglen. Den rammer derfor jordoverfladen senere, end hvis Jorden havde været helt flad.

Forestil dig så til sidst, at din riffel er i stand til at affyre kuglen med så høj hastighed, at efterhånden som den falder på grund af tyngdekraften, krummer jordoverfladen væk fra den i samme tempo. I teorien kunne du så ramme dig selv i nakken. Men selv hvis en sådan riffel fandtes ville luftmodstanden dog hindre kuglens vej rundt om jorden. I rummet er der til gengæld (næsten) ingen luftmodstand, og med en høj nok vandret hastighed er det derfor muligt for astronauter at forblive i kredsløb om Jorden.

Astronauter oplever altså vægtløshed, ikke fordi de har undsluppet Jordens tyngdekraft, men fordi de er i frit fald. Det er faktisk tyngdekraften, som fastholder dem i kredsløbet og forhindrer, at de forsætter deres vandrette bevægelse ud i rummet.

Vidste du også at
  • Den internationale rumstation (og astronauter) i omtrent 400 kilometers højde skal have en hastighed på 8 kilometer i sekundet (28.000 km/t) for at forblive i kredsløb.


Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *