Schwerelosigkeit - Von jeglichem Gewicht befreit

Frei Schwebende Silhouette einer Frau. Im Hintergrund ein Nachthimmel, ein großer Planet und kleine Vögel

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Man kann sich wohl kaum leichter fühlen als in der Schwerelosigkeit, jenem Zustand indem man kein Gewicht mehr hat, also keiner Schwerkraft mehr ausgesetzt ist - zumindest nicht physikalisch. Aber was genau ist diese Schwerelosigkeit, wie kann man sie erleben und welche Auswirkungen hat sie auf den Körper?

Definition Schwerelosigkeit

Auf Wikipedia findet man für den Begriff Schwerelosigkeit folgende Definition:

Bei einem Körper, der in einem äußeren Gravitationsfeld der Schwerkraft ausgesetzt ist, versteht man unter Schwerelosigkeit denjenigen Bewegungszustand, in dem diese Schwerkraft nicht spürbar ist. Gegenstände haben dann kein Gewicht, d. h., sie drücken im Liegen nicht auf ihre Unterlage und fallen beim Loslassen nicht hinab, sondern schweben frei im Raum. (de.wikipedia.org/wiki/Schwerelosigkeit)

Wenn man sich im Zustand der Schwerelosigkeit befindet, ist man also nicht mehr der Schwerkraft ausgesetzt. Man schwebt förmlich durch den Raum mit all den Vor- und Nachteilen, die dies mit sich bringen kann.

Funktionsweise von Schwerelosigkeit

Wie schafft man es jetzt aber, dass man nicht mehr der Schwerkraft ausgesetzt ist und das Gefühl der Schwerelosigkeit erleben kann? Vereinfacht dargestellt benötigt man dazu nur eine Kraft, die der Schwerkraft entgegenwirkt und gleich groß ist. Denn dann heben sich beide Kräfte auf und der Körper ist schwerelos bzw. physikalisch genauer gewichtslos. Im Fall der Raumstation ist diese der Schwerkraft entgegenwirkende Kraft die Zentrifugalkraft, welche die Raumstation auf ihrer Kreisbewegung um die Erde hält. Eine recht nette und kindgerechte Erklärung zur Funktionsweise der Schwerkraft findet man in der hier verlinkten Sachgeschichte.

Erleben von Schwerelosigkeit

Man kann Schwerelosigkeit oder zumindest annähernde Schwerelosigkeit sogar auf der Erde erleben, wenngleich dieser Zustand dann nur von kurzer Dauer ist. Beispiele dafür wären:

ein ausreichend hoher Sprung auf einem Trampolin (ca. 1,5 Meter) bringt ein Gefühl der Schwerelosigkeit für etwas mehr als 1 Sekunde
ein Turm- oder Bungeesprung bringt ein Gefühl der Schwerelosigkeit bis man auf die Wasseroberfläche aufschlägt oder im Fall des Bungeesprungs sich hoffentlich das Seil strafft
ein Fallschirmsprung bringt ein Gefühl der Schwerelosigkeit für mehrere Sekunden bis der Luftwiderstand zu groß wird
manche Achterbahnen und Freifalltürme bringen ein Gefühl der Schwerelosigkeit für mehrere Sekunden

Wer etwas mehr ausgeben möchte, kann einen Parabelflug buchen. Bei diesem Flugmanöver beschreibt das Flugzeug eine zur Oberfläche der Erde geöffnete Parabel. Dabei kann man einen Zustand der Schwerelosigkeit von mehreren Sekunden erreichen. Als "Bonus" erlebt man dann noch beim Einleiten des Steigflugs sowie beim Abfangen des Flugzeugs die doppelte Schwere (Feldstärke des Schwerefeldes).

Wer die Schwerelosigkeit länger erleben möchte, muss dafür in den Weltraum reisen, was im Moment noch recht teuer und aufwändig aber bereits möglich ist.

Technische Probleme in der Schwerelosigkeit

So lustig der Zustand der Schwerelosigkeit auch sein kann, so bringt er doch auch einige Probleme mit sich, v.a wenn man sich länger in diesem Zustand befinden will oder muss - sprich sich im Weltraum befindet. Denn all jene Dinge und Prozesse, deren Funktionsweise eine Form der Schwerkraft benötigen, funktionieren in der Schwerelosigkeit natürlich nicht. Einige Beispiele dafür wären Duschen (das Wasser rinnt ja nicht mehr gerade nach unten), Kochen, Kerzen, Trinken. Aus diesem Grund gibt es auf der Weltraumstation auch spezielle Toiletten und Duschen und zum Trinken und Essen werden Tuben oder Becher mit Deckel verwendet.

Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den Körper

Wer der Schwerelosigkeit nur kurz ausgesetzt ist, wird in der Regel bis auf eine etwaige Raumkrankheit, die der Reisekrankheit sowohl in Ursache als auch Empfinden sehr ähnlich ist, nicht allzu viele Auswirkungen spüren. Bei einem längeren Aufenthalt in der Schwerelosigkeit (mindestens 2 Monate) beginnt sich der menschliche Körper jedoch an die geänderten Bedingungen zu gewöhnen und sich an diese anzupassen. Durch die verringerte Schwerkraft und die damit einhergehende geringere Belastung schwinden Knochen- und Muskelmasse sowie das Blutvolumen. Aus diesem Grund müssen Astronauten, die sich längere Zeit im Weltall aufhalten, ein tägliches Fitnessprogramm absolvieren. Und auch trotz dieses Programms können sie sich nach der Landung auf der Erde oft kaum auf den Beinen halten.

Vorteile der Schwerelosigkeit

Aber wofür beschäftigt man sich mit Schwerelosigkeit? Warum wird in diesem Bereich überhaupt geforscht? Zum Einen will man möglichst viel Informationen über die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper in Erfahrung bringen, bevor man Menschen längere Zeit der Schwerelosigkeit aussetzt und dies wäre bei längeren Raumfahrtmissionen ja der Fall. Zum Anderen verhalten sich auch Materialien in der Schwerelosigkeit anders als wenn sie keiner Schwerkraft ausgesetzt sind. So ist das Kristallwachstum in der Schwerelosigkeit sowohl schneller als auch regelmäßiger. Dies könnte v.a. in der Computerindustrie von Interesse sein, denn je reiner die Kristalle sind, desto besser sind dann auch die produzierten Mikrochips.

Fazit

Die Schwerelosigkeit fasziniert viele - man denke hier nur an die Beliebtheit von entsprechenden Achterbahnen oder jene von Trampolinen. Hier steht zumeist einfach der Spaß im Vordergrund. Aber auch von Seiten der Wissenschaft lohnt sich eine Beschäftigung mit den Auswirkungen und Eigenheiten der Schwerelosigkeit. Denn sollten etwa einmal Menschen durch den Weltraum fliegen um neue Welten zu erforschen, wäre es gut, wenn schon im Vorfeld klar wäre, welche Auswirkungen dies auf den menschlichen Körper haben wird.

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