为什么说宇航员在国际空间站上处于微重力状态?
是的,这种说法在某种程度上是正确的。对于宇航员来说,微重力和零重力的感受几乎是一样的的,但在科学上却存在差距。
首先,国际空间站不是在一个完美的真空中运行。它环绕着我们的大气层边缘运行,受到地球引力的拉扯。随着时间的推移,这股拉力不但减缓了国际空间站的运行速度,还逐步把它拉向大气层中,所以需要周期性的助推来防止国际空间站脱离轨道。仅此一项就使重力不为零。
其次,地球的引力不是完全均匀的。在地壳深处有重力异常取决于地球那片区域密度的大小。航天器运转轨道越接近大气层,这种不均匀的重力影响就越明显。这意味着,当国际空间站绕地球运行时,可能会上下起伏,或左右旋转。这些偏离虽然很细微,但可以被观察到。(月球的密度比地球要不均匀得多,科学家们利用轨道航天器绘制了月球的重力异常图,并测量了从月球发射的无线电信号多普勒频移的偏差。)
第三,国际空间站是有史以来在太空中组装的最大的装置,同时它也始终保持同一面面向地球。如果你突然把国际空间站用作固定的所有螺栓和螺钉卸掉,不同的部位就不会再停留在彼此对应的位置,取而代之的是它们各自追寻自己轨迹运行。国际空间站背向地球的部分和面向地球的部分将在国际空间站完成半个轨道运转时相互交换位置,并在完成一个完整轨道运转后返回其原始位置。
把国际空间站视为一个整体的话,这样所带来的结果表示只有在其质量中心的重力才为零。国际空间站质量中心上方的部分会受到一个微小的向上拉力,而在质量中心下方的部分会受到向下拉力。这和月球的始终同一面面向地球是同一种现象。
正如我所说,上述所有影响都是难以置信的微小,但它们不是零。
如果重力“真的是零”,那么国际空间站就不会在轨道上了,对吧?因为引力是使物体保持在轨道上的原因。当你坐在板凳上寻找上述问题第的答案时,国际空间站承受的重力大约是你所承受的90%。
“微重力”一词大多用来描述由于自由落体而导致的失重环境。而国际空间站本会朝着地球坠落,但因其同时也在高速水平移动,所以它实际上运转轨迹是绕地球的一条曲线。
当地心引力把某物拉向地面,而地面阻止其继续向下时,就会感觉到重量。由于国际空间站位于地表之上,它和宇航员们并不会感受到地面的阻力。
跳伞爱好者们也会有类似的经历,当他们下落时,会有失重的感觉,但你肯定不会认为跳伞爱好者们所受到重力加速度“几乎为零”。因为失重,航天器在轨道上所处的环境可以被比喻为“零”重力。但我们不喜欢用数字“0”来描述,因为它存在误导性。取而代之的是,我们使用“微重力”来表示国际空间站所受到的重力加速度要远远小于在地面上。
作者: quora
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