Термин «невесомость» долгое время был популярным и наиболее доступным способом объяснить кажущееся отсутствие гравитации в космосе. Но это неправильный термин, так как во Вселенной нет места, где была бы невесомость.
На самом деле более подходящий термин — «микрогравитация», который все активнее используется для более правильного описания происходящего. Тем не менее это не совсем объясняет, почему астронавты/космонавты летают в космосе.
Что такое гравитация?
Мы не способны ответить на этот вопрос в полной мере, поскольку с природой гравитации все еще не могут разобраться величайшие умы человечества. Но мы все же способны обсудить некоторые аспекты гравитации, чтобы понять, почему не существует такого понятия как невесомость.
Гравитация — одна из четырех фундаментальных сил Вселенной. Три другие — электромагнитное, сильное ядерное и слабое ядерное взаимодействия. Гравитация, безусловно, самая слабая, но мы этого не замечаем, потому что проживаем на достаточно массивном теле под названием Земля. Чем массивнее тело, тем сильнее его гравитационное притяжение.
Сила гравитации подчиняется закону обратных квадратов. Это означает, что сила гравитационного притяжения быстро уменьшается по мере удаления от объекта. Например, если одна планета находится в два раза дальше от Солнца, чем другая, то она будет испытывать лишь четверть гравитационного притяжения со стороны звезды (поскольку два в квадрате равно четырем). И хотя гравитационное притяжение может становиться все слабее и слабее по мере удаления от объекта, она никогда не обращается в ноль. Пока существует масса (даже ваша собственная или ваших приборов), существует и гравитация.
Международная космическая станция (МКС) вращается на орбите на высоте около 400 километров над поверхностью Земли. Экипаж, находящийся на борту, испытывает меньшую гравитацию, чем мы на поверхности, но эта разница не так велика, как может показаться, так как даже на высоте 400 километров гравитационное притяжение Земли по-прежнему очень сильно. Если бы это было не так, то все спутники, включая естественный в лице Луны, не смогли бы оставаться на орбите и просто улетели бы восвояси.
Как добиться невесомости в космосе?
Лучшее объяснение этому принадлежит английскому писателю Дугласу Адамсу. В своей серии «Автостопом по Галактике» он объясняет, что мастерство полета заключается в том, чтобы «научиться бросаться на землю и промахиваться». Это забавное замечание на 100% верное объяснение ощущения невесомости в космосе.
Орбитальные космические аппараты и Луна остаются на орбите вокруг Земли, потому что движутся очень быстро. МКС движется со скоростью около восьми километров в секунду, совершая полный оборот вокруг Земли за 90 минут. МКС испытывает постоянное притяжение со стороны планеты, и если бы станция остановилась, то она бы просто упала вертикально вниз.
Но МКС и другие объекты на орбите движутся. Приближаясь к земной поверхности, они также движутся вбок, всегда пропуская момент падения и столкновения с твердью — по крайней мере, до тех пор, пока это не будет организовано целенаправленно.
Баланс между гравитационным притяжением и движением вокруг Земли порождает «свободное падение». Силы, испытываемые астронавтами/космонавтами, примерно сбалансированы, поэтому они все время парят. Гравитация все еще существует, под их ногами или головой, в зависимости от их ориентации, но они находятся в состоянии непрерывного полета (падают на Землю, но всегда промахиваются).
