Космонавты находятся в невесомости благодаря тому, что они находятся в состоянии свободного падения вокруг Земли.
В физике невесомость обозначает состояние, когда сила тяжести на тело практически не действует. Но все объекты в космосе испытывают на себе силу тяжести, включая космонавтов и их космические корабли. Таким образом, спросим, почему космонавты находятся в состоянии невесомости?
Во-первых, не всегда космонавты находятся в состоянии невесомости. Даже на низких орбитах, например, на высоте около 200 км над поверхностью Земли, сила тяжести отличается всего на 10% от земной. То есть, находясь на такой орбите, космонавты будут чувствовать почти полную силу тяжести, но из-за высокой скорости движения корабля (около 28 000 км/ч) они будут находиться в постоянном состоянии свободного падения вокруг Земли. Из-за этого кажется, будто у них нет веса.
Во-вторых, на большей высоте, например, на геостационарной орбите (на высоте около 36 000 км), силы тяжести, вызываемые притяжением Земли, почти полностью компенсируются центробежной силой, вызываемой движением по орбите. Таким образом, на геостационарной орбите космонавты будут находиться в состоянии практически полной невесомости.
В-третьих, внутри космического корабля или станции космонавты находятся в состоянии невесомости благодаря тому, что они находятся в свободном падении внутри корабля. Их корабль или станция движется по орбите вокруг Земли, и при этом они движутся внутри него. Из-за того, что орбита корабля имеет форму эллипса, а не окружности, корабль то ускоряется, то замедляется относительно Земли. Из-за этого внутри корабля или станции космонавты находятся в состоянии практически полной невесомости.
Таким образом, космонавты находятся в невесомости благодаря свободному падению вокруг Земли на определенной высоте, компенсации силы тяжести центробежной силой на геостационарной орбите и свободному падению внутри космического корабля или станции. В любом случае, эффект невесомости является результатом совместного действия притяжения Земли и того факта, что космонавты находятся в свободном падении вокруг нее.