حتما تا به حال تصاویر زیادی از حرکات فضانوردان در حالت بی وزنی درون ایستگاه بین المللی فضایی مشاهده کرده اید. تصاویری همچون رفت و آمد فضانوردان درون ماژولهای مختلف ایستگاه فضایی، نحوهی نوشیدن آب، نحوهی استحمام فضانوردان و تصاویر مختلفی که همه روزه در صفحات مختلف اینترنتی منتشر میشود و همگی حالت جذاب بیوزنی را نشان میدهد. بعضا به اشتباه تصور میشود که علت این حالت بی وزنی، فاصلهی ایستگاه فضایی از زمین است. اما نیروی جاذبه یک نیروی دوربرد است و فاصلهی ایستگاه فضایی از زمین آنقدر نیست که نیروی جاذبهی زمین در آن فاصله خنثی شود. اگر شما سوار بر یک فضاپیما در این فاصله بدون حرکت قرار گیرید، باز هم جاذبه را تا ۹۰ درصد سطح زمین احساس خواهید کرد.
اما در ایستگاه فضایی یک حالت بی وزنی کامل نیست که هیچ جاذبهای احساس نشود، بلکه یک جاذبهی ضعیف یا microgravity نامیده میشود و علت آن، حرکت خاص ایستگاه بین المللی فضایی است نه فاصلهی آن از زمین.
تصور کنید درون یک اتاقک فلزی قرار دارید و اتاقک فلزی از ارتفاع مثلا ده کیلومتری از سطح زمین، سقوط میکند. در این حالت، شما یک حالت بی وزنی را تجربه میکنید و میتوانید همچون فضانوردان ایستگاه فضایی، آزادانه به هر طرف بچرخید. اگر نتوانید بیرون از اتاقک را ببینید، هیچ احساسی یا هیچ آزمایشی نمیتواند به شما بگوید که آیا شما در حال سقوط به روی زمین هستید یا در یک فضایی بین ستاره ای، به دور از جاذبهی هر جرم آسمانی، معلق هستید. این آزمایش ذهنی، اساس نسبیت عام اینشتین بود.
اما ایستگاه بین المللی فضایی مانند آن اتاقک فلزی، سقوط آزاد ندارد. پس چطور درون آن، بی وزنی احساس میشود.
تصور کنید یک توپ تنیس را به فاصلهای دور پرتاب میکنید. این توپ ابتدا بالا میرود، به اوج میرسد و بعد به سمت زمین میرود. در حالتی که به سمت زمین میرود، مثل این است که مانند همان اتاقک فلزی، سقوط را تجربه میکند. در این حالت اگر کسی روی توپ باشد، احساس بی وزنی خواهد داشت . حال فکر کنید که قدرت دست شما خیلی زیاد است و توپ را به فاصلهای بسیار دورتر پرتاب میکنید، آنقدر دور که توپ، به جای برخورد با زمین، انحنای زمین را رد میکند و با زمین برخورد نمیکند. در این حالت، توپ مرتبا سقوط را تجربه خواهد کرد.
ایستگاه فضایی نیز درست مثل این توپ است و چون با سرعت بسیار زیاد ۲۸۰۰۰ کیلومتر در ساعت در ارتفاع ۴۰۰ کیلومتری از زمین حرکت میکند، هیچگاه به زمین برخورد نخواهد کرد و مرتبا در حال چرخش است و در واقع مثل همان توپ، مرتبا در حال سقوط است، سقوطی که منتهی به برخورد نمیشود.