どうしてISS内では、無重力になるのでしょうか
「重力と遠心力がつり合っている」、または、「すべてのものがいっしょに、落ち続けている」からです。
宇宙船の中のようすを、ビデオなどで見たことがあるでしょうか。宇宙飛行士や、いろいろな物がプカプカ浮かんでいます。そればかりか、容器から出た水は流れることなく、シャボン玉のような球となって浮かびます。これは、地球から遠く離れたためではありません。ISSは、地表に近い軌道を飛行しているので、働く重力そのものは、10%程度しか小さくはならないのです。
船内が無重力になるのは、ISSの運動による遠心力のため、と言えます。遠心力の大きさは、その物体の質量に比例します。その意味では、重力と同じ性質を持っています。加速する乗り物で感じる(ブレーキをかけたときも同じ)力は、「慣性力」と呼ばれますが、これも同じです。
ISS内では、人も物も、ISSと一緒の軌道上を同じ速度で運動しているので、ISS本体について、重力と遠心力がつり合っているのであれば、船内のすべての物体についても、重力と遠心力はつり合います。すると、すべての物体について重力はうち消され、見かけ上の重力はゼロ、ということになります。
もう一つの考え方は、「地表から見れば、ISSは落下し続けている」ということです。15世紀のイタリアの科学者、ガリレイは、重い物体も軽い物体も同じ加速度で落下することを実験で示しました。質量が大きいと、働く重力は大きくなりますが、同時に加速もされにくくなり、加速度は同じになるのです。
乱暴な話ですが、乗っているエレベータのワイヤーが突然切れたとします。エレベータも人間も持ち物も、すべて同じように落下するので、「無重力」を体験できます。遊園地にある「フリーフォール」が、まさにそれです。
宇宙飛行士が無重力の訓練をするとき、この現象を利用して飛行機を上空で重力に任せた放物線飛行(垂直落下ではない)させて、25秒ほどの「無重力」を作り出しています。
もう一つの考え方は、「地表から見れば、ISSは落下し続けている」ということです。15世紀のイタリアの科学者、ガリレイは、重い物体も軽い物体も同じ加速度で落下することを実験で示しました。質量が大きいと、働く重力は大きくなりますが、同時に加速もされにくくなり、加速度は同じになるのです。
乱暴な話ですが、乗っているエレベータのワイヤーが突然切れたとします。エレベータも人間も持ち物も、すべて同じように落下するので、「無重力」を体験できます。遊園地にある「フリーフォール」が、まさにそれです。
宇宙飛行士が無重力の訓練をするとき、この現象を利用して飛行機を上空で重力に任せた放物線飛行(垂直落下ではない)させて、25秒ほどの「無重力」を作り出しています。
※特に断りのない限り、画像クレジットは©JAXA