Was verursacht Mikrogravitation (dh Nicht-Null-Gravitation) im Orbit?

Der Grund, warum die Raumstation als Mikro-g-Umgebung und nicht als Null-g-Umgebung bezeichnet wird, liegt darin, dass sich die Raumstation dreht, weil sie sich in einer niedrigen Erdumlaufbahn befindet und weil sie groß ist (für ein Raumschiff).

Die Raumstation dreht sich nominell mit der Orbitalgeschwindigkeit, damit die zum Nadir zeigenden Fenster nach unten zeigen. Allein dies bedeutet, dass ein Beschleunigungsmesser, der an der Raumstation in einer Entfernung von 7,7 Metern vom Massenschwerpunkt der ISS angebracht ist, eine Beschleunigung von einem Mikrogramm registriert. Alle weiteren 7,7 Meter vom ISS-Massenzentrum entfernt wird dieser erfassten Beschleunigung ein zusätzliches Mikro-g hinzugefügt.

Darüber hinaus hat die Raumstation dank dieser riesigen Solaranlagen einen ziemlich hohen Luftwiderstandsbeiwert im Vergleich zu anderen Raumfahrzeugen. Dieser Widerstand wird messbar (dh Mikro-g-Niveau), insbesondere während Perioden hoher Sonnenaktivität (z. B. jetzt und voraussichtlich in 11 Jahren) und/oder wenn die Höhe der Raumstation niedrig ist.

Ein letzter Faktor ist der Schwerkraftgradient. Die ISS ist groß. Die Schwankung der Gravitationsbeschleunigung über eine Spannweite von 100 Metern beträgt in ISS-Höhe bis zu 14 Mikrogramm.

Gibt es festgelegte Grenzwerte für Mikro-, Pico- und Schwerelosigkeit?

Mikro und Pico sind SI-Präfixe und werden im Allgemeinen verwendet, um die Größenordnung der Gravitationskraft anzugeben, dh „ Mikrogravitation “ hat eine Gravitationskraft in der Größenordnung von 1 Mikrogramm (10 ^–6 g) plus oder minus 1–2 Größenordnungen. Picogravity liegt in der Größenordnung von 10 ^-12 g.

Die beste Annäherung an die Schwerelosigkeit, die wir haben (der Satellit LISA Pathfinder), erfährt Beschleunigungen von etwa 200 pg .

"Schwerkraftlosigkeit" ist im Erdorbit wirklich schwer zu erreichen. Die "festgelegten Grenzen" hängen wirklich davon ab, wovon Sie sprechen. Um die Bewegung der Astronauten auf der ISS einem Laienpublikum zu beschreiben, ist „Schwerkraftlosigkeit“ nah genug.

Den Entwicklern von LISA Pathfinder reichten allgemeine Begriffe nicht aus, sodass sie stattdessen eine genaue Beschleunigungsangabe angeben. Der Begriff Mikrogravitation liegt irgendwo dazwischen. Es ist immer noch eine Fermi-Schätzung, aber genauer, als die ISS-Umgebung "Schwerkraftlosigkeit" zu nennen.

Gibt es Begriffe für die Oberflächengravitation der großen Monde (z. B. 0,10 bis 0,17 g) und für größere Asteroiden (z. B. 0,001 g bis 0,028 g)?

Ja, Sie können jedes SI-Präfix verwenden. Die von Ihnen gesuchten Begriffe Dezigravitation und Milligravitation wurden in wissenschaftlichen Arbeiten verwendet. Das ist das Schöne am SI-System: Es ist vorhersehbar.

Die Schwerkraft ist die Anziehungskraft zwischen Objekten. Wenn Sie sich im Orbit befinden, gibt es immer noch diese Anziehungskraft (Schwerkraft), die Sie und die Erde zusammenzieht. Der Grund, warum Sie nicht auf die Erde stürzen, ist nicht, weil Sie "Schwerkraftlosigkeit" haben, sondern weil Sie sich bewegen. Tatsächlich fällst du. Die Schwerkraft zieht Sie direkt nach unten zum Mittelpunkt der Erde. Die Sache ist die, du bewegst dich so schnell, dass du immer die Erde vermisst. Ohne die Anziehungskraft der Erde würden Sie in einer geraden Linie in den Weltraum fliegen. Die Schwerkraft hält Sie in der Umlaufbahn, Sie befinden sich also nicht in der "Null" -Schwerkraft. Und wenn Sie sich nicht vorwärts bewegen würden, würden Sie direkt auf die Erde fallen.

Die Wirkung der Schwerkraft ist immer da. Stellen Sie sich das so vor - der Mond spürt die Schwerkraft der Erde, richtig? Deshalb umkreist es die Erde. Auch er verfehlt durch seine Bewegung nur ständig die Erde. Und die Erde spürt die Schwerkraft des Mondes. Deshalb haben wir Gezeiten. Das Wasser auf der Erde, und tatsächlich alles auf der Erde, spürt die Anziehungskraft der Schwerkraft des Mondes. Es ist so klein (Mikrogravitation), dass Sie es an Ihrem Körper nicht bemerken, aber es ist stark genug, um die Gezeiten zu verursachen.

Und wenn Sie sich in der Raumstation im Orbit befinden, wird alles in Ihrem Körper (Ihr Blut, Ihre Haut, Ihr Haar usw.) immer noch zur Erde gezogen - eine Art Gezeitenkraft, die Ihre Körperflüssigkeiten beeinflusst. Sie befinden sich also nicht in der "Schwerelosigkeit" - Ihr Blut schwebt nicht wirklich, wohin es will - es wird ständig zur Erde gezogen. Wenn Sie also mit Ihrem Kopf näher an der Erde ausgerichtet sind als mit Ihren Zehen, ist das so, als würden Sie auf der Erdoberfläche auf dem Kopf stehen, nur dass die Kräfte viel schwächer sind. In echter Schwerelosigkeit – draußen im Weltraum, so weit entfernt von allen Galaxien, dass die Anziehungskraft minimal ist (es ist nie wirklich Null), würde Ihr Blut anders handeln als in einer niedrigen Erdumlaufbahn, wo es die Anziehungskraft der Erde spürt.