Gewichtloosheid is een toestand waarin geen gewicht ervaren wordt. Zo'n toestand ontstaat bijvoorbeeld tijdens een vrije val of in een baan om de aarde. Het ontbreken van een tegenwerkende kracht op de zwaartekracht is hiervan de oorzaak.

Als er geen zwaartekracht is, is onze dagelijkse ervaring onbruikbaar. Wat je neerzet blijft niet staan, wat je laat vallen gaat niet omlaag. Alles wat in de ruimte moet werken, moet eigenlijk bij gewichtloosheid worden getest, anders ben je niet zeker van je zaak. Dat geldt voor apparatuur, maar ook voor astronauten. Een manier om gewichtloosheid na te bootsen is: vrije val. De Franse ruimtevaartorganisatie heeft een vliegend laboratorium dat per vlucht zo'n dertig keer neerstort.


Copyright NASA, gewichtloze toestand in het ISS

Spring bvb aan een bungee-touw van een brug en u krijgt het gevoel dat uw lichaamgewicht tot nul gereduceerd wordt. Astronauten ervaren in de ruimte een zelfde gewichtloosheid, soms tot hun vreugde, soms niet. In het Engels noemt men deze toestand ook wel ‘zero gravity’. Onder zulke omstandigheden loopt men niet, maar zweeft men. Voorwerpen hangen in de lucht en ook de zwaardere zijn makkelijk op te tillen.

Effecten van gewichtloosheid op de mens
Hoewel een toestand van gewichtloosheid erg leuk lijkt, heeft het zeker ook negatieve gevolgen voor de menselijke fysiologie. Het leidt tot misselijkheid, duizeligheid en desoriŽntatie. Bij een langdurig verblijf in gewichtloze toestand wordt botontkalking en afname van spierweefsel een probleem. Ook het aantal witte bloedlichaampjes verminderen, die ziekteverwekkers bestrijden. Om deze effecten tegen te gaan, doen astronauten op lange vluchten speciale oefeningen.

Het opwekken van gewichtloosheid
Om gewichtloosheid op te wekken, moet je een situatie creëren waarbij de ondergrond geen kracht uitoefent. Dat kan op verschillende manieren.

  • Gewichtloosheid in een ruimtevaartuig
    Op een hoogte van 100 kilometer is de zwaartekracht slechts 3% lager dan op het aardoppervlak. De gewichtloosheid in een ruimtevaartuig (zonder voortstuwing) wordt dan ook niet veroorzaakt door het ontbreken van de zwaartekracht, maar door het ontbreken van een normaalkracht. De zwaartekracht is namelijk nog steeds actief, hoe blijft het ruimtetuig anders in zijn baan? En hoewel astronauten hun eigen gewicht niet meer voelen, worden ze nog steeds aangetrokken door het zwaarteveld van de aarde. Wat hun vreemde gevoel veroorzaakt, is het feit dat ze samen met het ruimtevaartuig richting aarde vallen. In feite ben je in een ruimteschip in vrije val: er is geen kracht van de ondergrond die je in je val belemmert. (In een vliegtuig op kruissnelheid is die kracht er wel: uitgeoefend door de lucht die onder de vleugels door stroomt.) In een ruimteschip oefent niets een kracht op zijn ondergrond uit; alles is gewichtloos.
     
  • Gewichtloosheid in vliegtuigen
    Met behulp van vliegtuigen kan tijdelijk een gevoel van gewichtloosheid worden opgewekt, indien men op grote hoogte onder een steile hoek omhoog vliegt en vervolgens de motoren uitschakelt. Men imiteert dan de baan van een schuin omhoog geworpen steen, eerst met afnemende snelheid schuin omhoog en vervolgens weer met toenemende snelheid en onder een steeds steilere hoek naar beneden. Op deze manier wordt een paraboolbaan bekomen, en spreekt men ook van een paraboolvlucht. Deze techniek wordt gebruikt bij het trainen van astronauten en bij het uittesten van wetenschappelijke experimenten. Het vliegtuig moet in verticale richting de valversnelling g hebben (ca. 9,8 m/s≤).
     
  • Gewichtloosheid in het centrum van een planeet
    In het centrum van een planeet zou je naast enorme warmte ook een gevoel van gewichtloosheid ervaren. De aantrekkende krachten zijn namelijk in alle richtingen gelijk.
     
  • ‘Gewichtloosheid’ onder water
    Onder water kun je door te duiken een gevoel van gewichtloosheid ervaren. De opwaartse kracht van het water is zo egaal verdeeld over je lichaam, dat je onder water ‘zweeft’. Uiteraard is dit geen echte gewichtloosheid, er is nog steeds een tegenwerkende kracht: de opwaartse kracht.


Copyright NASA, gewichtloze toestand in het ISS