Corioliskraften i rymden

Corioliseffekten uppträder varhelst det finns roterande system, också utanför jorden, till exempel kring våra grannplaneter eller på en rymdstation.

Att corioliseffekten manifesterar sig genom en rubbad balans mellan gravitationskraften och centrifugalkraften är inget unikt för jorden. Ett av de mest spektakulära exemplen i rymden utgörs av de så kallade stabila lagrangepunkterna.

1772 fann den franske matematikern J.L. Lagrange (1736-1813) på teoretisk väg att om ett mindre föremål placeras i en omloppsbana runt solen i en av fem bestämda positioner skulle det under sin rotation runt solen förbli i en fast position relativt solen och en given planet. Dessa bestäms av en balans mellan solens och planetens dragningskrafter och föremålets utåtriktade centrifugalkraft.

Lagrange trodde inte att dessa punkter skulle ha någon praktisk funktion men i våra dagar utgör de ideala platser att placera rymdstationer. Tre av dem är dock instabila, dvs en rymdstation måste knuffas tillbaka var 2-3 vecka. Men två av dem är stabila dvs ett föremål skulle tvingas tillbaka om det "försökte smita".

Detta är vad som verkligen har hänt med ett stort antal asteroider som fastnat i Jupiters två stabila lagrangepunkter. Kraften som håller dessa asteroider fast är corioliskraften, vilken i detta fall, liksom på en roterande planet, bestäms av att centrifugalkraften av en partikel i rörelse är delvis balanserad av gravitationen, i detta fall från två himlakroppar.

Corioliseffekten på en rymdstation

För att skapa en miljö där människor kan vistas i rymden lanserades i början av 50-talet en idé med jättelika hjul vars rotation skulle ge en centrifugalkraft som skulle kunna fungera som en artificiell tyngdkraft.

En sådan rymdstation möter vi i Stanley Kubriks film "2001". Men ungefär samtidigt som filmen hade premiär i slutet av 60-talet kom rymdteknikerna på att konstruktionen inte skulle fungera - på grund av corioliskraften.

Antag att hjulet hade en radie på 1000 meter. För att ge en fiktiv tyngdkraft på 9.8 m/sek² skulle det behöva rotera med nästan ett varv i minuten. Detta skulle vara över tusen gånger snabbare än jordrotationen och skulle således ge upphov till corioliskrafter som skulle vara mer än tusen gånger kraftigare än på jorden.

Så skulle till exempel rörelser på 5 m/s förändra centrifugalkraften och därmed den artificiella tyngdkraften med 10 %. Maskiner ombord med snabbt roterande rörliga delar som tvättmaskiner och centrifuger skulle bryta samman.