Колекция заблуди: причината за безтегловност на орбита е липсата на гравитация

Още един случай, когато всички като цяло правилно разбират същината на някое явление, но често за съжаление го описват не съвсем вярно.

Съгласно закона за всемирното привличане всички тела се привличат едно към друго и силата на привличане е правопропорционална на масата на телата и обратнопропорционална на квадрата на разстоянието между тях.

Тоест изразът „отсъствие на гравитация“ изобщо няма смисъл. На височина няколкостотин километра над повърхността на Земята – там, където летят пилотираните кораби и космическите станции – силата на привличане на Земята е много голяма и практически се отличава от силата на гравитацията близо до повърхността.

Ако съществуваше техническа възможност да се хвърли предмет от кула с височина 300 километра, той би започнал да пада вертикално и с ускорение на свободно падане точно както би падал от височината на небостъргач или от височината на човешки ръст.

По такъв начин, по време на орбиталните полети силата на земното привличане не отсъства и не отслабва в значими мащаби, а се компенсира. Точно както за корабите и аеростатите силата на привличане на Земята се компенсира от Архимедовата сила, а за крилатите летателни апарати – от подемната сила на крилата.

Да, но ето че самолетът лети и не пада, а пасажерите в салона не летят като космонавтите на МКС. При обикновен полет пасажерът прекрасно усеща своето тегло и от падане на земята го задържа не непосредствено подемната сила, а силата на опорната реакция.

Едва по време на аварийно или изкуствено предизвикано рязко снижаване човек изведнъж ще почувства, че престава да действа върху опората. Възниква безтегловност. Защо? Защото ако загубата на височина протича с ускорение, близко до ускорението на свободно падане, то опората повече не пречи на пасажера да пада – пада и самата тя.

Ясно е, че когато самолетът прекрати рязкото снижаване или за нещастие падне на земята, то става ясно, че гравитацията никъде не е изчезвала. И в земни, и в околоземни условия ефектът на безтегловност е възможен само по време на падане. Тъкмо продължително падане се явява орбиталният полет.

Силата на инерцията е тази, която пречи на космически кораб, движещ се по орбита с първа космическа скорост, да падне на Земята. Взаимодействието между гравитацията и инерцията има названието „центробежна сила“. Апаратът се стреми да се движи по права (по допирателната към околоземна орбита), но земната гравитация постоянно „завърта“ траекторията на движение.

Тук еквивалент на ускорението на свободното падане се явява така нареченото центростремително ускорение, в резултат на което се променя не стойността на скоростта, а нейният вектор. Затова скоростта на кораба остава неизменна, а посоката на движение постоянно се мени.

Тъй като и корабът, и космонавтът се движат с една и съща скорост и със същото центростремително ускорение, космическият апарат не може да встъпи в качеството на опора, върху която оказва натиск теглото на човека.

Теглото е възникваща в полето на силата на тежестта сила на въздействието на тялото върху опората, възпрепятстваща падането. А корабът, както и рязко снижаващият се самолет, не пречи на падането.

Ето защо е неправилно да се говори за отсъствие на земна гравитация или за наличието на „микрогравитация“ (както е прието в англоезични източници) на орбита. Напротив, притеглянето на земята се явява един от главните фактори за възникващия на орбита феномен на безтегловност.

За истинска микрогравитация може да се говори само при полети в междупланетното и междузвездното пространство. Далече от голямо небесно тяло действието на силата на привличане на далечни звезди и планети ще бъде толкова слабо, че възниква ефект на безтегловност.

Космически станции във вид на тор (геврек) се завъртат около централна ос и се създава имитация на гравитация с помощта на центробежната сила. Вярно е, че за създаване на еквивалент на земното притегляне ще се наложи да се зададе диаметър на тора над 200 м.

Има и други проблеми, свързани с изкуствената гравитация. Така че всичко това е дело на далечното бъдеще.