Lizzie & Nouga: Raumfahrt! - Wie Schwerelosigkeit entsteht

10.06.17

FNR
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik
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Einmal schwerelos herum schweben – das muss ein tolles Gefühl sein. Hier erfährst du, wie Schwerelosigkeit entsteht.

Boing, Boing, Boing. Nouga hüpft schon ewig auf einem großen Trampolin herum. „Das ist echt toll. Los Lizzie, mach mit!“ Nouga kann einfach nicht genug von dem kribbeligen Gefühl bekommen. Schon wieder springt er in die Höhe. Für einen kurzen Moment fühlt es sich an, als bliebe er in der Luft stehen. Dann plumpst er Richtung Erde – nur um gleich darauf wieder hoch in die Luft zu fliegen.

Jedes Mal, wenn sich Nouga in der Luft befindet, ist er für einen kurzen Moment schwerelos. Genauso wie Astronauten im Weltall, zum Beispiel auf der Internationalen Raumstation ISS. Die kreist in etwa 400 Kilometern Höhe um die Erde. Anders als Nouga sind die Astronauten auf der Raumstation den ganzen Tag schwerelos. Es gibt für sie kein Oben und Unten. Sie schweben durch die Station, können Purzelbäume in der Luft schlagen und wie ein Superheld schwere Gegenstände mühelos bewegen.

Aber was ist das eigentlich – Schwerelosigkeit? Wie kommt sie zustande? Das weiß Jean-Luc Lehners. Der Luxemburger ist Kosmologe, er erforscht also das Universum. „Schwerelosigkeit ist im Grunde das gleiche wie freier Fall“, erklärt Lehners. „Die Erde zieht uns durch die Schwerkraft ständig an. Deswegen landen wir auch nach jedem Sprung wieder auf dem Trampolin. Aber während des freien Falls spüren wir unser Gewicht nicht. Genau das nennt man Schwerelosigkeit.“ Sobald der freie Fall zu Ende ist – also Nouga zum Beispiel mit den Füßen das Trampolin berührt – wird das Gewicht wieder spürbar. Die Schwerelosigkeit ist vorbei.

Ohne Schwerkraft werden Muskeln schlaff

„Okay, aber wie ist das nun im Weltraum? Die Astronauten fallen doch nicht?“, fragt Lizzie. Jean-Luc Lehners erklärt: „Naja, eigentlich schon. Auch im Weltraum wirkt die Schwerkraft. Sie ist zwar etwas schwächer als auf der Erde. Aber sie ist immer noch stark genug, dass die ISS samt der Astronauten darin eigentlich wie ein Stein zur Erde fallen müsste.“

Dass sie nie hier ankommt, liegt an einer zweiten Kraft: der Fliehkraft. Du hast sie bestimmt schon mal gespürt, zum Beispiel wenn du in hohem Tempo in einem Auto oder Karussell um eine Kurve gefahren bist. Die Fliehkraft presst dich dann nach außen. Die ISS rast nun mit ungeheurer Geschwindigkeit auf einer Kreisbahn um die Erde. Die Fliehkraft ist dabei genauso groß wie die Schwerkraft, die die Raumstation in Richtung Erde zieht. „Die beiden Kräfte gleichen sich genau aus, deshalb fällt die Station nicht herunter“, sagt Jean-Luc Lehners.

Für Astronauten ist die Schwerelosigkeit ziemlich anstrengend. Ihre Muskeln müssen zum Beispiel ohne die Schwerkraft viel weniger arbeiten. Sie werden schlaff. Auch die Knochen werden langsam abgebaut. Um den Abbau aufzuhalten, müssen Astronauten im Weltraum jeden Tag Sport machen. Auch für den Gleichgewichtssinn ist die Schwerelosigkeit eine Herausforderung. Er gerät ziemlich durcheinander, da es im All kein Oben und Unten gibt. Manchen Astronauten wird deshalb ganz schön schwindelig.

Autor: scienceRELATIONS

Illustrationen: Andy Genen
Photo: nicomenijes/Shotshop.com

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Völlig losgelöst – Vom Leben ohne Schwerkraft

Duschen oder zur Toilette gehen – das geht im Weltraum nicht so einfach wie auf der Erde. Denn im All sind ja nicht nur die Astronauten schwerelos, sondern auch alle anderen Dinge. Wasser zum Beispiel. Es würde nicht wie auf der Erde nach unten fließen, wenn es aus dem Hahn käme. Außerdem ist es extrem knapp im Weltall. Die Astronauten müssen sparsam damit umgehen. Auf der ISS waschen sich Astronauten deswegen mit feuchten Tüchern. Auf dem Klo würde alles, was man in einen Toilette reinmacht, sofort wieder heraus schweben. Deswegen werden Urin und Kot abgesaugt. Gespült wird mit einem Luftstrahl. Die Astronauten schlafen in Schlafsäcken und sind dabei meist angeschnallt – damit sie oder ihre Bettdecke nicht einfach weg schweben.