宇宙船内の重力について

質問

国際宇宙ステーションなど地球を周回する衛星内では、遠心力と地球の重力が釣り合って無重量状態になると聞いています。　では、昔、月に向かったアポロ宇宙船内では、無重量状態には、ならなかったのでしょうか？　ご教示ください。

回答No.3

noname#175206 · ベストアンサー

宇宙船が宇宙を飛んでいるとして、空気抵抗もなく、宇宙船も一切推進力を出していないなら、どういう状態であろうと、無重量状態になります。

　遠心力とは、楕円でない真円について定義されていて、宇宙船が真円を回る軌道については、それと星からの遠心力との釣り合いで考えてOKです。

　しかし、星が一つだけあって、宇宙船がその近くを飛ぶとして、真円以外に、楕円（太陽を周る惑星はほとんどがこれ）、放物線（地上で空気抵抗を無視できるなら、物を放り投げた時の軌道ですね）、双曲線（いったん近づいて、そして飛び去って帰ってこない）があります。らせんを描くこともあります。

　さらに、直線もありますが、これはまっしぐらに星に落ちて行く軌道で、ちょっと怖いです(^^;。

　このようなものが全て「自由落下」と呼ばれていて、自由落下なら無重量状態です。上では星が一つとしましたが、二つでも三つでも、幾つでも、軌道が複雑にはなりますが、自由落下です。

　アポロも、ロケット噴射を止めたら、自由落下でですので、無重量状態です。
　月着陸船が、逆噴射したときは加速度による力を感じますし、そして月面に降り立つと、月面の地球の1/6の重力の力を受けます。

　その間、月の周りを回っている司令船は、ずっと自由落下なので、こっちは無重量状態が続いています。

　余談ですが、今の国際宇宙ステーションは無重量状態だけですが、長期滞在には重力がないと人間の健康に問題が出る恐れがあります（筋肉の衰えだけでなく、骨密度の低下等々）。
　そこで、今度はリング状の宇宙ステーションにして、それを回転させ、遠心力を重力の代わりにすることが考えらえています。まあ、そんな大きな宇宙ステーションを作るのは、まだずっと先になるでしょうけど。

お礼

わかりやすい説明をいただき、良く理解できました。　「自由落下」って、いろいろあるんですね！
ありがとうございます。

回答No.4

chiha2525

加速も減速もしない場合は無重力状態になると思ってください。
地球に飛行機が自由落下しても無重力状態になりますし、飛び立ったロケットが加速をやめて等速運動しているときは無重力状態になります。
地球を周る衛星などは、飛んでいく速度と重力が微妙に釣り合って、地球に落ちていても落ちない状態になっているのですね。

回答No.2

中村 拓男（@tknakamuri）

自由落下状態の宇宙船内は常に無重量状態になります。

遠心力は慣性力の一部で、慣性力とは加速度運動する
系のなかで物体が受ける見かけの力です。

アポロが月に向った時、最初は地球の重力で減速しながら
月に向かったはずですから、宇宙船内部では地球方向とは反対向きの
慣性力が発生したはず。これと地球の重力とが相殺して 0 に
なるのです。

回答No.1

noname#148411

無重量状態でしたよん