Assenza di peso in ISS

Testo

Assenza di peso in ISS. Gli astronauti dell’ISS sembrano “senza peso”. La gravità a quella quota è davvero nulla? Cosa stanno realmente sperimentando?

Soluzione

La gravità NON è nulla. L’ISS orbita a circa $h = 400$ km di quota. Il raggio orbitale è $r = R_T + h = 6{,}37\cdot 10^6 + 4\cdot 10^5 = 6{,}77\cdot 10^6$ m. La gravità lì vale $g(r) = \frac{GM_T}{r^2} = \frac{6{,}67\cdot 10^{-11}\cdot 6{,}0\cdot 10^{24}}{(6{,}77\cdot 10^6)^2} \approx 8{,}7\ \text{m/s}^2$ cioè circa il $90\%$ del valore in superficie ($9{,}8$ m/s$^2$). La gravità è quasi piena.

Cosa sperimentano davvero. Gli astronauti sono in caduta libera continua. La stazione, e tutto ciò che contiene, accelera verso la Terra con la stessa $g(r)$: è proprio questa accelerazione a curvare la traiettoria in un’orbita, invece di farla cadere in linea retta. Astronauta, pavimento e stazione cadono insieme con la stessa accelerazione.

Nel riferimento (non inerziale) dell’ISS, l’accelerazione di gravità e l’accelerazione del riferimento in caduta si compensano: non c’è reazione del pavimento, quindi nessuna sensazione di peso. È esattamente l’effetto dell’ascensore che cade: una bilancia sotto i piedi segnerebbe zero, pur essendo la gravità presente.

Il termine corretto non è “assenza di gravità” ma microgravità o assenza di peso apparente.

$\ev{g(400\ \text{km}) \approx 8{,}7\ \text{m/s}^2 \approx 90\%\,g_0;\ \text{gli astronauti sono in caduta libera, non senza gravità}}$

Collegamenti

Argomenti: Gravitazione Concetti: Forza peso · Orbite Competenze: Analisi di casi limite e fantafisica Oggetti: Satellite