Schwerelosigkeit auf der Erde - so trainieren Astronauten

Schwerelosigkeit - was ist das eigentlich?

• Seit Beginn der Raumfahrt im Jahr 1957 gehört der Begriff der "Schwerelosigkeit" praktisch zum allgemeinen Wortschatz.
• Schwerelosigkeit konnte man zu diesem Zeitpunkt nämlich nur im freien Fall nur für wenige Sekunden verwirklichen.
• Dabei ist der Begriff "schwerelos" eigentlich irreführend. Es gibt gar keinen Grund dafür, dass die Gravitationskraft bzw. die Schwerkraft auf der Erde plötzlich verschwinden sollte, beispielsweise wenn ein Körper fällt. (Im Gegenteil: Gerade die Schwerkraft beschleunigt ihn ja, damit er fällt).
• Was also ein Körper im "schwerelosen" Zustand los wird, ist nicht seine Schwerkraft. Diese wird durch eine Gegenkraft kompensiert, sprich aufgehoben.
• Wirklich schwerelose wäre dementsprechend ein Körper nur dann, wenn er unendlich weit von allen anderen Massen im Universum entfernt ist (was bisher noch nicht gelungen ist!). Wenn es überhaupt solch einen Platz gibt, dann wird er sich wohl in den großen Leerräumen zwischen den Galaxienhaufen befinden.


Ab welcher Höhe ist man schwerelos?

Stimmt es, dass man sich nur in eine bestimmte Höhe begeben muss, um schwerelos zu sein? …

• Im Zeitalter der Raumfahrt realisiert man den schwerelosen Zustand für längere Zeit am einfachsten in einem außerhalb der Atmosphäre antriebslos (!) um die Erde kreisenden Satelliten wie beispielsweise die Internationale Raumstation ISS. Die richtige Bahngeschwindigkeit sorgt dafür, dass er (in jedem Zeitintervall) genauso weit von der Erde weggeführt wird, wie er auf sie zufällt. Vereinfacht, jedoch physikalisch nicht ganz richtig, könnte man sagen, dass hier die Schwerkraft durch die Fliehkraft der Kreisbewegung kompensiert wird. Allerdings ist dies nicht perfekt möglich, es verbleibt meist eine sehr kleine Anziehung, Mikrogravitation genannt.

Auf der Erde schwerelos? - So wird es gemacht

Nicht nur für das Training von Astronauten, sondern auch für zahllose wissenschaftliche Experimente benötigt man hier auf der Erde die Möglichkeit, die Schwerkraft aufzuheben, sprich für einige Zeit einen schwerelosen Zustand zu erreichen. Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten, die teilweise auch von Astronauten genutzt werden:

• Für das Astronautentraining werden natürlich Fallschirmsprünge (Stichwort freier Fall) genutzt. Aber auch das Abtauchen unter Wasser (Stichwort Auftrieb, der einen Teil der Schwerkraft kompensiert) gehört zum Training. Dieses Gefühl der bedingten Schwerelosigkeit kennt sicher jeder. Eine weitere interessante Variante sind rotierende Systeme, bei denen die Fliehkraft überwiegt. Auch beim Turmspringen und beim Bungee-Springen befindet sich der Körper für kurze Zeit in einem schwerelosen Zustand.
• Experimente unter (kurzer) Schwerelosigkeit sind auch in sog. Falltürmen möglich, zum Beispiel in Bremen. Die Fallhöhe beträgt hier 110 m und die Experimentierzeit knapp 5 Sekunden. Die Zeit konnte verdoppelt werden, indem die Kapseln für die Experimente von unten zunächst in die Höhe geschossen werden, bevor sie dann wieder nach unten fallen. Selbstredend ist dieser Fallturm nicht für Astronauten gedacht.
• Auch Sturzflüge (sog. Parabelflüge) mit speziellen Flugzeugen dienen dem Training und wissenschaftlichen Experimenten. Bei diesen Flügen, die bis zu 90 Sekunden dauern können, wird eine spezielle parabelförmige Flugbahn Richtung Erde eingehalten (z. B. Airbus A300 Zero G der ESA). Ein bisschen wie Achterbahnfahren ist das dann.