Ở trạm không gian vũ trụ có trọng lực không?

Trọng lực có tồn tại trong không gian. Trên thực tế, trên Trạm Vũ trụ Quốc tế ISS vốn đang quay quanh Trái Đất tại độ cao 354 km, cường độ lực hấp dẫn hay trọng lực (của Trái Đất) vẫn ở mức 90% so với trên mặt đất. Vậy làm thế nào Trạm vũ trụ ISS có thể ở trong một môi trường “không trọng lực”?

Trước hết, chúng ta sẽ bắt đầu với thuật ngữ “không trọng lực” (zero gravity). Điều đáng tiếc là thuật ngữ này đã được sử dụng quá nhiều đến nỗi nó thường được hiểu theo đúng nghĩa bề mặt — “không có trọng lực” — từ đó gây nên sự hiểu lầm. Thuật ngữ chính xác nên được sử dụng là “vi trọng lực” (microgravity). Đây là một trạng thái mà người hoặc vật “trông như” không có trọng lượng, lấy ví dụ, các phi hành gia và vật thể khác “trông như” đang trôi nổi trong không gian.

Lực hấp dẫn có thể được tìm thấy ở khắp mọi nơi trong vũ trụ, và tuy rằng mức cường độ có thể thay đổi, nhưng nó vẫn luôn hiện diện ở ngoài kia. Lực hấp dẫn khiến các vật thể bị kéo về phía nó; nó cũng là nhân tố giữ Mặt Trăng trong quỹ đạo Trái Đất. Lực hấp dẫn là nguyên nhân Trái Đất quay quanh Mặt Trời, và nó cũng cố định Mặt Trời tại một vị trí tương đối trong dải Ngân Hà.

Một phi thuyền vũ trụ có thể bay ra xa Trái Đất một khoảng cách vừa đủ để khiến các phi hành gia bên trong cảm nhận được rất ít trọng lực; tuy nhiên đây không phải là nguyên nhân tại sao các đồ vật có thể bay lơ lửng trên trạm vũ trụ ISS. Trên thực tế, chính cái trọng lực tương đối mạnh mẽ này đã giữ trạm ISS trên quỹ đạo, nếu không trạm ISS sẽ bay sâu vào trong không gian vũ trụ.

Vậy làm thế nào các phi hành gia có thể trôi lơ lửng trong không gian nếu có đến tận 90% cường độ trọng lực của Trái Đất có thể ‘với tới’ trạm vũ trụ này?

Câu trả lời đơn giản là họ đang rơi tự do; trọng lực trong một môi trường chân không sẽ khiến tất cả các vật thể rơi với tốc độ tương đồng (khối lượng của vật thể không ảnh hưởng). Nếu chúng ta thả một viên đá và một chiếc lông vũ rơi cùng một lúc trên Trái Đất, chiếc lông vũ sẽ rơi chậm hơn vì chịu lực cản không khí. Tuy nhiên, trong môi trường chân không không có không khí [và vật chất], chúng (viên đá và chiếc lông vũ) sẽ rơi với gia tốc bằng nhau.