Guardando le immagini degli astronauti volteggiare all’interno della ISS si è portati a pensare che questo avvenga per assenza di gravità e purtroppo questa fandonia è riportata anche in qualche libro di testo delle scuole superiori. Niente di più errato!
La legge di gravitazione universale ci dice che due corpi dotati di massa si attraggono secondo una forza che agisce lungo la retta che unisce i baricentri e con un valore direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse ed inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza: in altri termini, due corpi si attrarranno di più se avranno più massa e si attrarranno di meno se saranno più distanti.
Facendo dei semplici calcoli, è facile capire che l’attrazione gravitazionale sulla stazione spaziale è poco diversa da quella che un astronauta ha quando si trova sulla superficie della Terra ed ora vedremo perché.
Ipotizziamo che il nostro astronauta abbia una massa di 80 kg: sappiamo che la Terra ha una massa di 5,972*1024 kg, un raggio di 6.371 km e che la costante di gravitazione universale, G, vale 6,67*10-11 N*m2/kg2. Con questi valori, l’attrazione gravitazionale Terra-astronauta sulla superficie del suolo è pari a 785 N (ricordiamo che N è il simbolo del Newton, unità di misura della forza nel Sistema Internazionale).
Ora spostiamo il nostro astronauta sulla stazione spaziale internazionale, che orbita intorno alla Terra alla quota di circa 408 km: i dati rimarranno identici a quelli del precedente calcolo ad eccezione della distanza che diventerà pari a 6.779 km. Rifacendo i calcoli otterremo che l’attrazione Terra-astronauta sarà pari a 693 N, quindi un valore decisamente ancora alto e inferiore a quello sul suolo di soli 92 N, pari al 12%.
Appurato quindi, con le leggi della fisica e con l’ausilio della matematica, che la gravità sulla ISS c’è, ed è anche forte, come mai vediamo gli astronauti ed i loro oggetti volteggiare?
Perché la Stazione orbita attorno alla Terra ad una velocità veramente notevole (circa 27.000 km/h): questo moto non è rettilineo, ma circolare (altrimenti non sarebbe in orbita). E un corpo in un moto di questo tipo è soggetto ad una forza centripeta che lo trattiene (la gravità) ed ad una forza uguale e contraria (la forza centrifuga) che dà l’illusione dell’annullamento della gravità proprio perché uguale, ma di segno contrario. Senza queste due forza uguali e contrarie la ISS avrebbe solo due possibilità: precipitare, se la gravità prevalesse sulla centrifuga o disperdersi nello spazio nel caso contrario.
Quindi sul corpo degli astronauti agiscono due forze uguali e contrarie e pertanto la forza risultante è nulla.
