宇宙は無重力じゃない？宇宙飛行士が浮く仕組み「自由落下」をわかりやすく解説

宇宙ステーション（ISS）の中で、宇宙飛行士たちがプカプカと浮きながら移動したり、宙に浮く水を飲み込んだりする姿。私たちはそれを当たり前のように「無重力（重力がない）」と呼びます。

しかし、ここに科学最大の「ミスリード」が隠されています。実は、ISSが飛んでいる高度約400kmの地点でも、地球の重力は地上の約90%も残っているのです。

重力がしっかり存在するのに、なぜ彼らは浮かんでいられるのでしょうか？その背後には、永遠に落ち続ける「自由落下（フリーフォール）」という巧妙な容疑者が潜んでいます。

まず、物理学的な証拠を確認しましょう。ISSは地球からわずか400kmしか離れていません。これは東京から大阪までの距離よりも短い距離です。

もしその場所に重力がなかったら、月はどこかへ飛んでいき、ISSも宇宙の彼方へ消えてしまうでしょう。地球の重力は、地上とほぼ変わらない強さでISSを「掴んで」います。

私たちが地上で「体重」を感じるのは、地面が私たちの体を押し返しているからです。もし足元の床が突然消え、あなた自身と建物全体が同時に落下し始めたらどうなるでしょう？そう、あなたは建物の中で「浮かぶ」ことになります。これこそが、宇宙飛行士が体験している現象の正体です。

宇宙飛行士が浮いているのは、ISSという巨大な箱ごと、地球に向かって猛烈なスピードで「自由落下」し続けているからです。

「落ちているなら、いつか地面に激突するはずだ」と思いますよね。ここで容疑者「自由落下」が使うトリックが、圧倒的な横移動のスピードです。

ISSは時速約28,000kmという猛スピードで横に飛んでいます。地球のカーブに沿って落ちようとする力が、地球自体の丸みとぴったり一致しているため、「落ちても落ちても地面にたどり着かない」という無限ループ（円軌道）に陥っているのです。

厳密には、宇宙環境を「無重力」ではなく「微小重力（Microgravity）」と呼びます。

脳が「永遠に落ち続けている」という信号を受け取り続けることで、三半規管が混乱し、激しい吐き気を伴う「宇宙適応症（宇宙酔い）」が起こります。自由落下というトリックは、物理学的には優雅でも、人間の生物学的な感覚にとっては過酷なミステリーなのです。

ISS内では空気抵抗や装置の振動などにより、完璧なゼロ重力は実現しません。しかし、この「限りなくゼロに近い」環境こそが、地上では不可能なタンパク質の結晶作りや、新材料の開発を可能にする科学の宝庫となります。

2025年、人類の視線は「浮かぶ生活」の先へと向かっています。

アルテミス計画によって再び月面を目指す宇宙飛行士たちの課題は、ISSのような「自由落下による無重力」から、月の1/6重力や火星の3/8重力への適応へと移っています。フワフワした世界から、再び「重さ」のある世界へ。人類の挑戦は、重力との新しい付き合い方を探るフェーズに入っています。

なぜ宇宙飛行士は無重力で生活できるのか？それは、重力がないからではなく、重力に身を任せて「地球の周りを永遠に落ち続けているから」です。

秒速約8kmという猛スピードで横に滑りながら、地面がない奈落の底へ落ち続ける。このダイナミックな「自由落下」こそが、私たちが目にする優雅な宇宙生活の真実なのです。

📚 出典・参考文献

#無重力 #宇宙飛行士 #自由落下 #ISS #アルテミス計画