Feinmikrogravitation in der Innenkapsel

Beim Wechsel von der Außenkapsel in die Innenkapsel erwartet und findet man eine drastisch verbesserte Qualität der Mikrogravitation. Die Größe der Beschleunigung wird mithilfe einer kleinen Stahlkugel bestimmt, die einen Durchmesser von 4,8 Millimetern hat. Die Kugel, die vor dem Start des Fallkapselsystems auf einer Unterlegscheibe ruht, erfährt beim Start einen kleinen nach oben gerichteten Impuls. Dieser unerwartete Vorgang, der vermutlich auf die Elastizität der Unterlage und des tragenden Systems zurückzuführen ist, kommt der geplanten Untersuchung entgegen, da die Kugel sich jetzt vollkommen frei in der Innenkapsel bewegen kann. Ziel der Untersuchung ist es herauszufinden, ob und gegebenenfalls wie stark die Kugel beschleunigt wird, da die Beschleunigung eines frei beweglichen Objekts ein Maß für die Mikrogravitation ist.

Die Videosequenz der bei Feinmikrogravitation gefilmten Stahlkugel umfasst 17 Videobilder, die im zeitlichen Abstand von je einer dreißigstel Sekunde aufgenommen wurden. Die in die Bildserie eingearbeitete gerade Linie zeigt, dass die Kugel mit konstanter Geschwindigkeit steigt. Nach Augenmaß erfährt sie weder eine positive noch eine negative Beschleunigung, sie ist also schwerelos.

Für eine genaue Analyse werden die Positionen der Kugel am Computer pixelgenau vermessen. Aus den in Abständen einer dreißigstel Sekunde zurückgelegten Wegen werden die Geschwindigkeiten berechnet. Innerhalb der Messgenauigkeit ergeben sich kaum Unterschiede. Mittelt man die Geschwindigkeiten getrennt für die erste und zweite Hälfte aller Zeitabschnitte, zeigt sich eine äußerst geringfügige Abnahme der Geschwindigkeit von ungefähr 0,6 Millimeter pro Sekunde. Sie liegt in der Größenordnung der Messgenauigkeit, die sich aus der Streuung der Daten abschätzen lässt. Aus den beiden Mittelwerten der Geschwindigkeiten ergibt sich folgende zum Boden hin gerichtete mittlere Beschleunigung:

Die hier im einfachen Schulversuch für kurze Zeit erzielte Qualität der Feinmikrogravitation ist vergleichbar mit der von Forschungsexperimenten im Fallturm von Bremen oder auf der Internationalen Raumstation.