Вспомни любое фото космонавтов на орбите, они там полностью находятся в невесомости и «плавают» по кораблю как хотят. Непонятно где верх, где низ и, такое ощущение, будто сила тяжести там не действует вовсе. Но… они же недалеко от Земли? Например, МКС находится, где-то на 408 км над поверхностью планеты, при радиусе нашего дома в 6371 км – это очень небольшое расстояние, которое явно не должно исключить притяжение. Вспомним закон всемирного тяготения:
Красный крест на фото выше – МКС R1 – радиус Земли, R2 – высота МКС. △R – разность между расстояниями.
Исходя из расчетов, мы можем заметить: находясь на поверхности Земли или же немногим выше нее, гравитация будет действовать на объект примерно одинаково. Тогда становится еще непонятнее – если сила тяжести на космическом корабле почти что Земная, то откуда берется состояние невесомости?
На самом деле все просто: сила тяжести, как мы уже поняли, в космосе действует как обычно, но объекты находятся в состоянии свободного падения. Объекты падают на Землю, но, из-за высокой скорости все время промахиваются. Внимание на фото.
Предположим, мы запускаем что-то с определенной скоростью под углом 45 градусов (желтая линия). Это что-то летит и через какое-то время падает обратно на Землю. Увеличим скорость пуска (красная линия). Еще сильнее, еще (зеленая). Мы видим и понимаем, что чем сильнее скорость пуска объекта, тем дальше он пролетит вдоль Земли. Из этого следует, что при достижении определенной критической скорости снаряд начнет лететь вокруг Земли, фактически, по орбите. Такое возможно только благодаря силе притяжения, ведь, если бы она не действовала, то снаряд так и летел бы под заданным углом (белая линия).
Возникает другой вопрос – как долго он будет вращаться по кругу и почему? Это происходит из-за того, что на такой высоте нет воздуха, а значит, и аэродинамического сопротивления, следовательно, такая «карусель» продлиться очень и очень долго.
Итог: на околоземной орбите невесомость объясняется не отсутствием силы тяготения, а постоянным падением как шатла, так и всего, что находится внутри него.