Según la ley de la gravitación universal, todos los cuerpos se atraen entre sí, y la fuerza de atracción es directamente proporcional a las masas de los cuerpos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Es decir, la expresión "falta de gravedad" no tiene ningún sentido. A una altitud de varios cientos de kilómetros sobre la superficie de la Tierra, donde vuelan naves tripuladas y estaciones espaciales, la gravedad de la Tierra es muy fuerte y prácticamente no difiere de la fuerza gravitatoria cerca de la superficie.
Si fuera técnicamente posible dejar caer un objeto desde una torre de 300 kilómetros de altura, comenzaría a caer verticalmente y con aceleración de caída libre, tal como lo haría desde la altura de un rascacielos o desde la altura de un crecimiento humano. Así, durante los vuelos orbitales, la fuerza de la gravedad no está ausente y no se debilita en una escala significativa, sino que se compensa. De la misma manera que para las embarcaciones y los globos, la fuerza de gravedad de la tierra se compensa con la fuerza de Arquímedes, y para los aviones con alas, con la fuerza de sustentación del ala.
Sí, pero el avión vuela y no se cae, y el pasajero dentro de la cabina no vuela como los astronautas en la ISS. Durante un vuelo normal, el pasajero siente perfectamente su peso, y no es la fuerza de sustentación la que evita que caiga al suelo, sino la fuerza de reacción del apoyo. Solo durante una emergencia o un fuerte declive causado artificialmente, una persona siente repentinamente que deja de presionar el soporte. Surge la ingravidez. ¿Por qué? Y porque si la pérdida de altura se produce con una aceleración cercana a la aceleración de caída libre, entonces el soporte ya no impide que el pasajero caiga, sino que cae él mismo.
spaceref.com Está claro que cuando el avión detiene su descenso brusco o, desafortunadamente, cae al suelo, entonces quedará claro que la gravedad no se ha ido a ninguna parte. Porque en condiciones terrestres y cercanas a la tierra, el efecto de la ingravidez solo es posible durante la caída. En realidad, una caída larga es un vuelo orbital. Una nave espacial que se mueve en órbita con la primera velocidad cósmica no puede caer a la Tierra por la fuerza de la inercia. La interacción de la gravedad y la inercia se llama "fuerza centrífuga", aunque en realidad tal fuerza no existe, es de alguna manera una ficción. El dispositivo tiende a moverse en línea recta (en una tangente a la órbita cercana a la Tierra), pero la gravedad de la Tierra "tuerce" constantemente la trayectoria del movimiento. Aquí, el equivalente de la aceleración de caída libre es la llamada aceleración centrípeta, como resultado de lo cual no es el valor de la velocidad lo que cambia, sino su vector. Y así, la velocidad del barco permanece sin cambios y la dirección del movimiento cambia constantemente. Dado que tanto la nave como el astronauta se mueven a la misma velocidad y con la misma aceleración centrípeta, la nave espacial no puede actuar como un soporte sobre el que presiona el peso de una persona. El peso es la fuerza del cuerpo que actúa sobre el soporte que evita la caída, que surge en el campo de gravedad, y el barco, como un avión que desciende bruscamente, no interfiere con la caída.
Por eso es absolutamente erróneo hablar de la ausencia de gravedad terrestre o de la presencia de "microgravedad" (como es habitual en las fuentes en lengua inglesa) en órbita. Por el contrario, la atracción de la tierra es uno de los principales factores del fenómeno de la ingravidez que se produce a bordo.
Uno puede hablar de verdadera microgravedad solo en relación con vuelos en el espacio interplanetario e interestelar. Lejos de un gran cuerpo celeste, la acción de las fuerzas de atracción de estrellas y planetas distantes será tan débil que se producirá el efecto de la ingravidez. Sobre cómo lidiar con esto, lo hemos leído más de una vez en las novelas de ciencia ficción. Las estaciones espaciales en forma de toro (volante) girarán alrededor del eje central y crearán una imitación de la gravedad utilizando la fuerza centrífuga. Es cierto que para crear el equivalente de la gravedad, tendrás que darle al toro un diámetro de más de 200 m Hay otros problemas asociados con la gravedad artificial. Así que todo esto es cuestión de un futuro lejano.
Incluso una persona que no está interesada en el espacio ha visto al menos una vez una película sobre viajes espaciales o ha leído sobre este tipo de cosas en libros. En casi todos estos trabajos, las personas caminan alrededor del barco, duermen normalmente y no experimentan problemas para comer. Esto significa que estos barcos ficticios tienen gravedad artificial. La mayoría de los espectadores perciben esto como algo completamente natural, pero no es así en absoluto.
gravedad artificial
Este es el nombre del cambio (en cualquier dirección) de la gravedad que nos es familiar al aplicar varios métodos. Y esto se hace no solo en obras fantásticas, sino también en situaciones terrenales muy reales, la mayoría de las veces para experimentos.
En teoría, la creación de gravedad artificial no parece tan difícil. Por ejemplo, se puede recrear con la ayuda de la inercia, más precisamente, la necesidad de esta fuerza no surgió ayer; sucedió de inmediato, tan pronto como una persona comenzó a soñar con vuelos espaciales a largo plazo. La creación de gravedad artificial en el espacio permitirá evitar muchos de los problemas que surgen durante la estancia prolongada en ingravidez. Los músculos de los astronautas se debilitan, los huesos se vuelven menos fuertes. Viajando en tales condiciones durante meses, puede sufrir atrofia de algunos músculos.
Así, hoy en día la creación de gravedad artificial es una tarea de suma importancia, sin esta habilidad es simplemente imposible.
material bélico
Incluso aquellos que conocen la física solo al nivel del currículo escolar entienden que la gravedad es una de las leyes fundamentales de nuestro mundo: todos los cuerpos interactúan entre sí, experimentando atracción/repulsión mutua. Cuanto más grande es el cuerpo, mayor es su fuerza de atracción.
La Tierra para nuestra realidad es un objeto muy masivo. Por eso, sin excepción, todos los cuerpos que la rodean son atraídos por ella.
Para nosotros, esto significa que se suele medir en g, igual a 9,8 metros por segundo cuadrado. Esto significa que si no tuviéramos apoyo bajo nuestros pies, caeríamos a una velocidad que aumenta en 9,8 metros cada segundo.
Por lo tanto, solo gracias a la gravedad podemos pararnos, caer, comer y beber normalmente, entender dónde está la parte superior, dónde está la parte inferior. Si la atracción desaparece, nos encontraremos en la ingravidez.
Los astronautas que se encuentran en el espacio en estado de caída libre están especialmente familiarizados con este fenómeno.
En teoría, los científicos saben cómo crear gravedad artificial. Hay varios métodos.
gran masa
La opción más lógica es hacerlo tan grande que surja sobre él la gravedad artificial. Será posible sentirse cómodo en la nave, ya que no se perderá la orientación en el espacio.
Desafortunadamente, este método con el desarrollo moderno de la tecnología no es realista. Construir tal objeto requiere demasiados recursos. Además, requerirá una increíble cantidad de energía para levantarlo.
Aceleración
Parecería que si desea lograr g igual a la de la tierra, solo necesita darle a la nave una forma plana (plataforma) y hacer que se mueva perpendicular al plano con la aceleración deseada. De esta forma, se obtendrá gravedad artificial, e - ideal.
Sin embargo, en realidad, todo es mucho más complicado.
En primer lugar, vale la pena considerar el tema del combustible. Para que la estación acelere constantemente, es necesario tener una fuente de alimentación ininterrumpida. Incluso si de repente aparece un motor que no expulsa materia, la ley de conservación de la energía seguirá vigente.
El segundo problema radica en la idea misma de aceleración constante. Según nuestro conocimiento y las leyes físicas, es imposible acelerar hasta el infinito.
Además, dicho transporte no es adecuado para misiones de investigación, ya que debe acelerar constantemente: volar. No podrá detenerse a estudiar el planeta, ni siquiera podrá volar lentamente alrededor de él, debe acelerar.
Por lo tanto, queda claro que tal gravedad artificial aún no está disponible para nosotros.
Carrusel
Todo el mundo sabe cómo la rotación del carrusel afecta al cuerpo. Por lo tanto, un dispositivo de gravedad artificial según este principio parece ser el más realista.
Todo lo que está en el diámetro del carrusel tiende a caer fuera de él a una velocidad aproximadamente igual a la velocidad de rotación. Resulta que una fuerza actúa sobre el cuerpo, dirigida a lo largo del radio del objeto giratorio. Esto es muy similar a la gravedad.
Entonces, se requiere un barco que tenga una forma cilíndrica. Al mismo tiempo, debe girar alrededor de su eje. Por cierto, la gravedad artificial en una nave espacial, creada de acuerdo con este principio, a menudo se muestra en películas de ciencia ficción.
Un barco en forma de barril, que gira alrededor del eje longitudinal, crea una fuerza centrífuga, cuya dirección corresponde al radio del objeto. Para calcular la aceleración resultante, debe dividir la fuerza por la masa.
En esta fórmula, el resultado del cálculo es la aceleración, la primera variable es la velocidad nodal (medida en radianes por segundo), la segunda es el radio.
Según esto, para obtener la g habitual, es necesario combinar correctamente el radio del transporte espacial.
Un problema similar se destaca en películas como Intersolach, Babylon 5, 2001: A Space Odyssey y similares. En todos estos casos, la gravedad artificial se acerca a la aceleración de caída libre terrestre.
No importa cuán buena sea la idea, es bastante difícil implementarla.
Problemas del método carrusel
El problema más obvio se destaca en A Space Odyssey. El radio del "transportista espacial" es de unos 8 metros. Para obtener una aceleración de 9,8, la rotación debe ocurrir a una velocidad de aproximadamente 10,5 revoluciones por minuto.
Con estos valores se manifiesta el “efecto Coriolis”, que consiste en que a diferente distancia del suelo actúa una fuerza diferente. Depende directamente de la velocidad angular.
Resulta que se creará gravedad artificial en el espacio, pero una rotación demasiado rápida de la carcasa provocará problemas en el oído interno. Esto, a su vez, provoca desequilibrio, problemas con el aparato vestibular y otras dificultades similares.
La aparición de esta barrera sugiere que tal modelo es extremadamente infructuoso.
Puedes intentar ir desde lo contrario, como lo hicieron en la novela "The World-Ring". Aquí, la nave está hecha en forma de anillo, cuyo radio está cerca del radio de nuestra órbita (alrededor de 150 millones de km). Con este tamaño, su velocidad de rotación es suficiente para ignorar el efecto Coriolis.
Puede suponer que el problema está resuelto, pero no es así en absoluto. El hecho es que una rotación completa de esta estructura alrededor de su eje toma 9 días. Esto permite suponer que las cargas serán demasiado grandes. Para que la estructura los resista, se necesita un material muy fuerte, que hoy no tenemos a nuestra disposición. Además, el problema es la cantidad de material y el propio proceso de construcción.
En juegos de un tema similar, como en la película "Babylon 5", estos problemas se resuelven de alguna manera: la velocidad de rotación es suficiente, el efecto Coriolis no es significativo, hipotéticamente es posible crear una nave de este tipo.
Sin embargo, incluso esos mundos tienen un inconveniente. Se llama impulso.
La nave, girando alrededor de su eje, se convierte en un enorme giroscopio. Como saben, es extremadamente difícil hacer que el giroscopio se desvíe del eje debido a que su cantidad no sale del sistema. Esto significa que será muy difícil establecer la dirección de este objeto. Sin embargo, este problema se puede solucionar.
Solución
La gravedad artificial en una estación espacial está disponible cuando el "sombrero de copa O'Neill" llega al rescate. Para crear este diseño, se necesitan naves cilíndricas idénticas, que están conectadas a lo largo del eje. Deben girar en diferentes direcciones. El resultado de tal ensamblaje es un momento angular cero, por lo que no debería haber dificultad para dar a la nave la dirección necesaria.
Si es posible hacer un barco con un radio de unos 500 metros, funcionará exactamente como debería. Al mismo tiempo, la gravedad artificial en el espacio será bastante cómoda y adecuada para vuelos largos en barcos o estaciones de investigación.
Ingenieros espaciales
Los creadores del juego conocen cómo crear gravedad artificial. Sin embargo, en este mundo de fantasía, la gravedad no es la atracción mutua de los cuerpos, sino una fuerza lineal diseñada para acelerar los objetos en una dirección determinada. La atracción aquí no es absoluta, cambia cuando se redirige la fuente.
La gravedad artificial en la estación espacial se crea mediante el uso de un generador especial. Es uniforme y equidireccional en la zona del generador. Entonces, en el mundo real, si te golpea un barco que tiene un generador instalado, serías arrastrado hacia el casco. Sin embargo, en el juego, el héroe caerá hasta que abandone el perímetro del dispositivo.
Hasta la fecha, la gravedad artificial en el espacio, creada por un dispositivo de este tipo, es inaccesible para la humanidad. Sin embargo, ni los desarrolladores canosos dejan de soñar con ello.
generador esferico
Esta es una versión más realista del equipo. Cuando está instalado, la gravedad tiene una dirección hacia el generador. Esto hace posible crear una estación, cuya gravedad será igual a la planetaria.
Centrífugo
Hoy en día, la gravedad artificial en la Tierra se encuentra en varios dispositivos. Se basan, en su mayor parte, en la inercia, ya que sentimos esta fuerza de manera similar a la influencia gravitacional: el cuerpo no distingue qué causa la aceleración. Como ejemplo: una persona que sube en un ascensor experimenta el efecto de la inercia. A través de los ojos de un físico: levantar un ascensor suma a la aceleración de caída libre la aceleración del coche. Cuando la cabina vuelve a un movimiento medido, la “ganancia” de peso desaparece, devolviendo las sensaciones habituales.
Los científicos han estado interesados durante mucho tiempo en la gravedad artificial. La centrífuga se usa más a menudo para estos objetivos. Este método es adecuado no solo para naves espaciales, sino también para estaciones terrestres en las que se requiere estudiar el efecto de la gravedad en el cuerpo humano.
Estudia en la Tierra, aplica en…
Aunque el estudio de la gravedad comenzó desde el espacio, es una ciencia muy terrenal. Incluso hoy, los logros en esta área han encontrado su aplicación, por ejemplo, en medicina. Sabiendo si es posible crear gravedad artificial en el planeta, se puede utilizar para tratar problemas con el aparato motor o el sistema nervioso. Además, el estudio de esta fuerza se lleva a cabo principalmente en la Tierra. Esto hace posible que los astronautas realicen experimentos mientras permanecen bajo la estrecha atención de los médicos. Otra cosa es la gravedad artificial en el espacio, allí no hay personas que puedan ayudar a los astronautas en caso de un imprevisto.
Teniendo en cuenta la ingravidez total, no se puede tener en cuenta un satélite en órbita cercana a la Tierra. Estos objetos, aunque en pequeña medida, se ven afectados por la gravedad. La fuerza de gravedad generada en tales casos se denomina microgravedad. La gravedad real solo se experimenta en un aparato que vuela a una velocidad constante en el espacio exterior. Sin embargo, el cuerpo humano no siente esta diferencia.
Puede experimentar la ingravidez durante un salto de longitud (antes de que se abra la cúpula) o durante un descenso parabólico de la aeronave. Tales experimentos a menudo se realizan en los EE. UU., pero en un avión esta sensación dura solo 40 segundos; esto es demasiado corto para un estudio completo.
En 1973, la URSS sabía si era posible crear gravedad artificial. Y no solo lo creó, sino que también lo cambió de alguna manera. Un ejemplo sorprendente de una disminución artificial de la gravedad es la inmersión en seco, la inmersión. Para lograr el efecto deseado, debe colocar una película densa en la superficie del agua. La persona se coloca encima de ella. Bajo el peso del cuerpo, el cuerpo se hunde bajo el agua, solo la cabeza permanece arriba. Este modelo demuestra el soporte de baja gravedad que es característico del océano.
No hay necesidad de ir al espacio para sentir el efecto de la fuerza opuesta de la ingravidez: la hipergravedad. Durante el despegue y el aterrizaje de una nave espacial, en una centrífuga, la sobrecarga no solo se puede sentir, sino también estudiar.
tratamiento por gravedad
La física gravitacional estudia, entre otras cosas, el impacto de la ingravidez sobre el cuerpo humano, buscando minimizar las consecuencias. Sin embargo, una gran cantidad de logros de esta ciencia pueden ser útiles para los habitantes comunes del planeta.
Los médicos depositan grandes esperanzas en el estudio del comportamiento de las enzimas musculares en la miopatía. Esta es una enfermedad grave que lleva a una muerte prematura.
Con ejercicios físicos activos, una gran cantidad de la enzima creatinofosfoquinasa ingresa a la sangre de una persona sana. La razón de este fenómeno no está clara, quizás la carga actúa sobre la membrana celular de tal manera que se “perfora”. Los pacientes con miopatía obtienen el mismo efecto sin ejercicio. Las observaciones de los astronautas muestran que en condiciones de ingravidez, el flujo de la enzima activa en la sangre se reduce significativamente. Este descubrimiento sugiere que el uso de la inmersión reducirá el impacto negativo de los factores que conducen a la miopatía. Los experimentos con animales están actualmente en marcha.
El tratamiento de algunas enfermedades ya se está realizando hoy en día utilizando datos obtenidos del estudio de la gravedad, incluida la artificial. Por ejemplo, la parálisis cerebral, los accidentes cerebrovasculares, el Parkinson se tratan con trajes de carga. Los estudios de impacto positivo del soporte -zapata neumática- están prácticamente finalizados.
¿Iremos a Marte?
Los últimos logros de los astronautas dan esperanza para la realidad del proyecto. Hay experiencia de apoyo médico a una persona durante una larga estancia fuera de la Tierra. Los vuelos de investigación a la Luna, en los que la fuerza de la gravedad es 6 veces menor que la nuestra, también han aportado muchos beneficios. Ahora, los astronautas y los científicos se están fijando un nuevo objetivo: Marte.
Antes de hacer cola para obtener un boleto para el Planeta Rojo, debe saber lo que el cuerpo espera ya en la primera etapa del trabajo: en el camino. En promedio, el camino hacia el planeta desértico tomará un año y medio, alrededor de 500 días. En el camino, tendrá que confiar solo en su propia fuerza, simplemente no hay dónde esperar ayuda.
Muchos factores socavarán la fuerza: estrés, radiación, falta de un campo magnético. La prueba más importante para el cuerpo es el cambio en la gravedad. En el viaje, una persona se “familiarizará” con varios niveles de gravedad. En primer lugar, se trata de sobrecargas durante el despegue. Entonces - ingravidez durante el vuelo. Después de eso, hipogravedad en el destino, porque la gravedad en Marte es menos del 40% de la tierra.
¿Cómo lidias con el impacto negativo de la ingravidez en un vuelo largo? Se espera que los desarrollos en el campo de la creación de gravedad artificial ayuden a resolver este problema en un futuro próximo. Los experimentos con ratas que viajan en Kosmos-936 muestran que esta técnica no resuelve todos los problemas.
La experiencia de OS ha demostrado que el uso de complejos de entrenamiento capaces de determinar la carga necesaria para cada astronauta individualmente puede traer muchos más beneficios al cuerpo.
Hasta el momento, se cree que no solo los investigadores volarán a Marte, sino también los turistas que quieran establecer una colonia en el Planeta Rojo. Para ellos, al menos al principio, las sensaciones de estar en ingravidez superarán todos los argumentos de los médicos sobre los peligros de una exposición prolongada a tales condiciones. Sin embargo, dentro de unas semanas también necesitarán ayuda, por lo que es tan importante poder encontrar la manera de crear gravedad artificial en una nave espacial.
Resultados
¿Qué conclusiones se pueden sacar sobre la creación de gravedad artificial en el espacio?
Entre todas las opciones que se están considerando actualmente, la estructura giratoria parece la más realista. Sin embargo, con la comprensión actual de las leyes físicas, esto es imposible, ya que la nave no es un cilindro hueco. En su interior existen superposiciones que interfieren en la materialización de las ideas.
Además, el radio de la nave debe ser tan grande que el efecto Coriolis no tenga un efecto significativo.
Para controlar algo como esto, se requiere el cilindro O'Neill mencionado anteriormente, que permitirá controlar la nave. En este caso, aumentan las posibilidades de utilizar un diseño similar para vuelos interplanetarios que proporcionen al equipo un nivel de gravedad cómodo.
Antes de que la humanidad logre hacer realidad sus sueños, me gustaría ver un poco más de realismo e incluso más conocimiento de las leyes de la física en la ciencia ficción.
Un módulo con una centrífuga que crea gravedad artificial aparecerá en la Estación Espacial Internacional (ISS), informó el Instituto de Problemas Biomédicos de la Academia Rusa de Ciencias (IMBP RAS).
"Hemos recreado una centrífuga de radio pequeño. Se mostraron las perspectivas de este método para modelar la gravedad artificial... La centrífuga de radio pequeño se usa para crear gravedad artificial en un módulo transformable que RSC Energia está desarrollando actualmente", dijo Oleg Orlov. , director de IBMP.
Roskosmos ya dio instrucciones a Energia para implementar este proyecto, agregó. “Esperamos hacer un modelo de centrífuga en nuestra base, resolverlo y luego crearlo sobre la base de un módulo transformable”, dijo Orlov. Dicha centrífuga se instalará en un módulo inflable, que actualmente se está desarrollando en Rusia sobre la base del BEAM estadounidense (Módulo de actividad expandible de Bigelow), que se acopló a la ISS en abril.
Video de la muestra experimental de la centrífuga de radio corto:
"Incluso Tsiolkovsky creía que si se introdujera la gravedad artificial, se resolverían muchos problemas de apoyo médico para los vuelos espaciales. dirección - gravedad artificial. Durante los vuelos orbitales cortos, no había tanta demanda: los astronautas tenían suficiente para entrenar los músculos y el armazón óseo de una cinta de correr ordinaria, un ergómetro de bicicleta... Ahora, cuando aparecieron los planes para la exploración del espacio profundo, la creación de la gravedad artificial se convirtió en una tarea urgente. Puede complementar significativamente, o incluso reemplazar por completo, el agotador entrenamiento físico de los astronautas en a bordo durante un vuelo anual o incluso más largo.La primera serie de estudios, en la que participó Oleg Orlov, tenía como objetivo descubrir qué sistema giratorio es más cómodo para una persona. Para esto, incluso se creó una sala de hilado especial.
"Aquí estamos sentados en una habitación, está dando vueltas”, recuerda Orlov. "Hasta cierto punto estamos bien, pero luego no queremos no solo realizar algunas acciones, sino incluso hablar. No puede haber conversación de comer, se produce un mareo tan fuerte. Como resultado de tales experimentos, al seleccionar diferentes velocidades, hemos desarrollado requisitos aceptables para tales sistemas. Por ejemplo, ahora sabemos que la velocidad de rotación más óptima para tal habitación será 6 revoluciones por minuto. No todos se adaptan a 9 revoluciones, a 12, casi todos se rompen. Estas pruebas se han pospuesto por el momento, no tenemos la tarea de crear una nave espacial giratoria. Pero si es necesario, podemos reanudar la investigación.
El más realista, según Orlov, para la implementación ya en la Estación Espacial Internacional resultó ser la segunda versión de gravedad artificial creada por una centrífuga de radio corto. Una persona puede usarlo periódicamente, por ejemplo, 2 horas al día o girarlo durante el sueño por la noche. El tiempo de rotación se seleccionará individualmente en función de la duración del vuelo espacial, las características del organismo, etc. Girando en la cámara, el astronauta experimentará los mismos efectos que en la Tierra, en condiciones gravitatorias normales. Esto debería ser suficiente para compensar algunos de los efectos adversos.
Por cierto, la gravedad artificial es necesaria no solo en el espacio, sino también en la Tierra. Permanecer en condiciones de mayor gravedad, cuando la gravedad es mayor que en nuestro planeta, es beneficioso en el tratamiento de los vasos de las extremidades inferiores, acelera la regeneración del tejido óseo en fracturas, y también es eficaz en casos de hipertensión”.
¿Por qué crees que los astronautas en el espacio experimentan un estado de ingravidez? Hay una alta probabilidad de que la respuesta no sea correcta.
Cuando se les pregunta por qué los objetos y los astronautas aparecen en estado de ingravidez en una nave espacial, muchas personas dan la siguiente respuesta:
1. No hay gravedad en el espacio, por lo que no pesan nada.
2. El espacio es un vacío y no hay gravedad en el vacío.
3. Los astronautas están demasiado lejos de la superficie de la Tierra para verse afectados por su gravedad.
¡Todas estas respuestas son incorrectas!
Lo principal a entender es que hay gravedad en el espacio. Este es un error bastante común. ¿Qué mantiene a la luna en su órbita alrededor de la tierra? Gravedad. ¿Qué mantiene a la tierra en órbita alrededor del sol? Gravedad. ¿Qué evita que las galaxias se separen? Gravedad.
¡La gravedad existe en todas partes del espacio!
Si tuviera que construir una torre en la Tierra de 370 km (230 millas) de altura, aproximadamente la altura de la órbita de una estación espacial, entonces la fuerza de gravedad que actuaría sobre usted en la parte superior de la torre sería casi la misma que en la parte superior. Superficie de la tierra. Si te atrevieras a dar un paso desde la torre, correrías hacia la Tierra de la misma manera que lo hará Felix Baumgartner a finales de este año cuando intente dar un salto desde el borde del espacio. (Por supuesto, esto no tiene en cuenta las bajas temperaturas, que te congelarán instantáneamente, o cómo la ausencia de aire o la resistencia aerodinámica te matarán, y caer a través de capas de aire atmosférico hará que todas las partes de tu cuerpo experimenten por sí mismas lo que es como "arrancar tres pieles y además, una parada repentina también te causará muchas molestias).
Sí, entonces, ¿por qué la Estación Espacial Orbital o los satélites en órbita no caen a la Tierra, y por qué los astronautas y los objetos que los rodean dentro de la Estación Espacial Internacional (ISS) o cualquier otra nave espacial parecen estar flotando?
¡Resulta que todo se trata de velocidad!
Los astronautas, la propia Estación Espacial Internacional (ISS) y otros objetos en órbita terrestre no flotan; de hecho, caen. Pero no caen a la Tierra por su enorme velocidad orbital. En cambio, "caen alrededor" de la Tierra. Los objetos en órbita terrestre deben moverse a una velocidad de al menos 28,160 km/h (17,500 mph). Por lo tanto, tan pronto como aceleran con respecto a la Tierra, la fuerza de gravedad de la Tierra inmediatamente dobla y desvía la trayectoria de su movimiento hacia abajo, y nunca superarán este mínimo acercamiento a la Tierra. Como los astronautas tienen la misma aceleración que la estación espacial, experimentan un estado de ingravidez.
Sucede que también podemos experimentar este estado - por un corto tiempo - en la Tierra, en el momento de la caída. ¿Alguna vez has estado en una montaña rusa donde justo después de pasar el punto más alto (la "cima de la montaña rusa"), cuando el carro ya comienza a rodar hacia abajo, tu cuerpo se levanta del asiento? Si estuvieras en un ascensor a la altura de un rascacielos de cien pisos y el cable se rompiera, mientras el ascensor estuviera cayendo, flotarías en gravedad cero en la cabina del ascensor. Por supuesto, en este caso, el final hubiera sido mucho más dramático.
Y luego, probablemente haya oído hablar del avión de gravedad cero ("Vomit Comet"): el avión KC 135 que la NASA usa para crear estados de ingravidez a corto plazo, para entrenar a los astronautas y para probar experimentos o equipos en gravedad cero (cero -G), así como para vuelos comerciales en ingravidez, cuando la aeronave vuela a lo largo de una trayectoria parabólica, como en la atracción de la montaña rusa (pero a altas velocidades y a gran altura), pasa por la parte superior de la parábola y se precipita hacia abajo, luego, en el momento en que cae el avión, se crean condiciones de ingravidez. Afortunadamente, el avión sale de la picada y se endereza.
Sin embargo, volvamos a nuestra torre. Si, en lugar de dar un paso fuera de la torre, diera un salto corriendo, su energía hacia adelante lo alejaría de la torre, pero al mismo tiempo, la gravedad lo haría descender. En lugar de aterrizar en la base de la torre, aterrizarías a cierta distancia de ella. Si hubieras aumentado tu velocidad durante la carrera, podrías haber saltado más lejos de la torre antes de tocar el suelo. Bueno, si pudieras correr tan rápido como el transbordador espacial y la ISS orbita la Tierra a 28,160 km/h (17,500 millas por hora), entonces la trayectoria arqueada de tu salto haría un círculo alrededor de la Tierra. Estarías en órbita y experimentarías un estado de ingravidez. Pero caerías antes de llegar a la superficie de la Tierra. Es cierto que aún necesitarías un traje espacial y suministros de aire respirable. Y si pudiera correr a unos 40,555 km/h (25,200 millas por hora), saltaría directamente de la Tierra y comenzaría a orbitar alrededor del Sol.
