scusate la mia ignoranza che non ha limiti, ma ogni volta che Paolo Nespoli nell’ultima missione parlava dello spazio diceva sempre ad esempio: “lavoriamo in condizioni di microgravità”, ma perchè dice microgravità? nello spazio non c’è gravità zero?
grazie in anticipo!
Si parla di microgravità perchè in realtà sulla ISS ci sono molte “perturbazioni” che fanno sì che la gravità non sia mai esattamente nulla…la ISS rallenta sempre un po’ a causa dell’attrito (seppur lievissimo), e poi ci sono delle differenze tra i vari corpi in orbita legate alla loro distanza dal centro della Terra, il che comporta piccole variazioni…ma sicuramente c’è chi può spiegarti la cosa molto MOLTO meglio di così!
Per la precisione la gravità intesa nel senso di “attrazione verso il centro della terra” (o verso il più vicino corpo celeste) c’è sempre. Per far capire il concetto, qualsiasi oggetto in orbita è mantenuto ad una velocità tale da far si che la forza di attrazione e la forza centrifuga si equivalgano (ecco perchè gli oggetti in orbita non “cadono”). La velocità che mantiene la ISS (ed anche qualsiasi altro oggetto in orbita) è tale però che chi sta al suo interno “sembra” essere a gravità zero, perchè si muove alla stessa velocità della stazione o della navetta. E’ il Principio di Equivalenza di Einstein.
a non la sapevo sta roba… quindi mettendo caso che un satellite sia fermo completamente, verrebbe attratto dalla terra in questo caso, giusto?
poi avrei un altra domanda da grande ignorante: ad esempio quando lo shuttle ritorna a terra deve passare una fascia dell’atmosfera in cui trova un attrito e per questo si surriscalda…ma questo attrito è dovuto alla grande velocità dello shuttle che entrando in una parte dell’atmosfera più densa crea attrito?
grazie delle risposte
Esatto, un oggetto rimane in orbita perché la forze di gravità è bilanciata da una forza uguale e contraria che è la forza centrifuga generata appunto dal movimento del satellite intorno al pianeta.
Per tornare a terra non si fa altro che diminuire la velocità e quindi far prevalere la forza di gravità rispetto a quella centrifuga, così che il corpo venga attratto verso terra.
La ISS nonostante sia “nel vuoto” (in realtà non è proprio così) rallenta piano piano a causa dell’attrito (seppure piccolissimo) tra essa e i pochissimi atomi di atmosfera che sono cmq presenti a 370Km circa di altezza, ed è per questo che ogni tanto viene eseguito il reboost: cioè viene aumentata leggermente la velocità in modo che la ISS riacquisti quota e non cada a terra.
Qualche formula che ti permette di trovare la velocità necessaria affinché la ISS rimanga in orbita (spero di non aver commesso errori):
Come abbiamo detto la forza centrifuga deve essere uguale alla forza di gravità ma in senso opposto:
Fg = Fc
La forza di gravità a cui è sottoposta la ISS a 370Km di altezza è:
Fg = Massa(ISS) * [ ( G(Costante Gravitazionale) * Massa(Terra) ) / ( Raggio(Terra) + Distanza( Terra-ISS) )^2 ] =
400000 * [ ( 6,6710^(-11) * 5,9710^24 ) / ( 6372500 + 370000 )^2 ] = 3504000
La Fg deve essere uguale alla forza centrifuga:
Fg=Fc=( Massa(ISS) * Velocità^2 ) / Raggio(CentroTerra->ISS)
Ricavo la Velocità:
Velocità = Radice quadrata [ ( 3504000 * (6372500 + 370000) ) / 400000 ] = 27666 Km/h
Se la velocità rimane costante a 27666 Km/h il satellite rimane in orbita, se è inferiore cade sulla terra, se è maggiore si allontana dalla terra.
Si ma questo non spiega perchè è “micro” e non “zero”. La risposta giusta è quella di blitzed. In aggiunta, vanno anche considerate le vibrazioni indotte dal sistema.
Sulla ISS ci sono molti equipaggiamenti rotanti o in movimento, e questo causano molte vibrazioni. FSL (Fluid Science Laboratory) in Columbus ha un sistema di levitazione magnetica per ridurre le vibrazioni e ottenere una “microgravità” migliore (di circa un’ordine di grandezza, se non sbaglio da 10^-2 a 10^-3 g, Archipeppe correggimi se sbaglio). Per lo stesso motivo, è stato anche messo in posizione 1 (vicino all’hatch), per avere le oscillazioni minori (rispetto ai rack nell’end cone).
Questo perchè FSL lavora sui fluidi, estremamente sensibili alla gravità. Ad esempio i payload biologici non hanno questi requisiti, perchè le piante o l’uomo non sono abbastanza sensisbili per distinguere 10^-2 da 10^-3 g.
Ci sono anche alcuni payload che provocano oscillazioni molto forti (ad esempio la cyclette, o Mares), e per questi payload ci sono delle regole specifiche (ad esempio non ci devono essere attività scientifiche particolarmente sensibili alla microgravità)
Si si, ma se ti riferisci al mio post, io cercavo solo di spiegargli come mai un corpo per rimanere in orbita deve muoversi con una certa velocità…
Cmq non sapevo di queste “notevoli” vibrazioni, dovute a cosa??? (giroscopi, sistemi di raffreddamento, aria, ecc…) però avevo letto qualcosa sul fatto che gli attrezzi ginnici creano problemi in alcune situazioni…
Pensavo che contasse anche la mutua attrazione fra gli oggetti degli esperimenti e la stazione stessa, che ha una massa di circa 450 t. Però ho fatto due conti, e dato che G è così piccolo, questo effetto è davvero microscopico (parti in 10^-11, per intenderci).
Sempre produttivo il confronto!
La mia versione era: alla quota della iss non c’è il vuoto: a 400m si è ancora in atmosfera (ionosfera) e quindi sono presenti particelle gassose ionizzate, per quanto rarefatte, e quindi se ci sono particelle esse hanno una massa e quindi c’è microgravità.
Ma ora che vi ho letti…
Ci sono addirittura dei payload che non possono essere attivati quando ce ne sono altri in funzione…
C’è un diagramma famoso che comprara i livelli di microgravità raggiunti (in ascisse) e il tempo per cui si ottiene la microgravità (in ordinata), ma non riesco più a trovarlo… Per esempio le drop towers hanno una microgravità più bassa rispetto alla ISS, ma la matengono per pochissimi secondi…