Для лучшего понимания сути невесомости рассмотрим летящий по
баллистической траектории самолет. Такие применяются в США и в
России с целью тренировки космонавтов. В пилотской кабине на тонкой
нитке подвешен грузик, который обычно тянет нитку вниз (если
самолет находится в покое или в равномерном прямолинейном
движении). Когда нить, на которую подвешен грузик, не натянута,
тогда имеет место состояние невесомости. От пилота требуется
управлять самолетом так, чтобы нить не была натянута. Для
достижения этого эффекта самолет должен иметь постоянное ускорение
g, направленное вниз. По-другому это называется созданием нулевой
перегрузки. Длительно такую перегрузку (до 40 секунд) можно
создать, если выполнить специальную фигуру пилотажа (она не имеет
названия). Траектория этой фигуры напоминает петлю Нестерова, в
которой перегрузка направлена к центру петли. Такая перегрузка
может вызвать у экипажа ощущение увеличения веса. Если произвести
петлю Нестерова в перевернутом положении, с креном 180°, в кабине
создастся отрицательная перегрузка. Экипажем это может
восприниматься как «висение на ремнях вниз головой». Нечто среднее
между этими двумя фигурами и представляет собой фигура для
получения длительной невесомости.
В условиях невесомости на борту орбитального корабля многие
физические процессы (конвекция, горение и т. д.) протекает
по-другому. Отсутствие силы тяжести, в частности, требует особой
конструкции таких систем как душ, туалет, системы разогрева пищи,
вентиляции и т. д. В исключение образования застойных зон, где
может скапливаться углекислый газ, и с целью обеспечения
равномерного смешивания теплого и холодного воздуха, на МКС,
например, установлено большое количество вентиляторов. От
космонавтов требуется обретение нужных навыков и привычек в
процессах приема пищи, личной гигиены, работы с оборудованием, в
том числе обычных бытовых действий.
Конструкция жидкостного ракетного двигателя неизбежно учитывает
влияние невесомости. Жидкие компоненты топлива в баках имеют
свойства образовывать жидкие сферы. По этой причине подача жидких
компонентов из баков в топливные магистрали может стать
невыполнимой. Для преодоления этого эффекта применяется специальная
конструкция баков (с разделителями газовой и жидкой сред), а также
– процедура осадки топлива перед стартом двигателя. Такая процедура
состоит во включении вспомогательных двигателей корабля на разгон;
создаваемое ими небольшое ускорение осаживает жидкое топливо на
днище бака, откуда механизм подачи направляет топливо в
магистрали.