Como as naves espaciais criam gravidade artificial?

Apesar do fato de que o espaço sideral está repleto de gravidade, a ausência de um solo sólido faz com que objetos sem propulsão fiquem em um estado contínuo de queda livre, e a queda livre dá a sensação de gravidade zero.

Para evitar que todos os objetos dentro de uma nave espacial flutuem por estarem em queda livre, é necessário criar gravidade artificial. No sentido convencional, gravidade artificial se refere a um sistema a bordo da nave que faz com que todos os objetos caiam no chão e permaneçam lá, como se estivessem na superfície da Terra, mas permitindo que as pessoas se movimentem livremente. Por exemplo, cintos que prendem um astronauta ao piso não seriam considerados gravidade artificial, pois não permitiriam que ele se deslocasse livremente. Da mesma forma, cintos magnéticos também não qualificariam como gravidade artificial, pois os objetos soltos pelo astronauta continuariam flutuando.

A única maneira fisicamente possível de criar uma força tão forte quanto a gravidade terrestre, agindo sobre todos os objetos em uma nave, é através da aceleração.

A aceleração sempre gera forças inerciais. Forças inerciais, como a força centrífuga ou a força de Coriolis, são muito reais dentro de um referencial em aceleração. Elas não são imaginárias ou fictícias, mas não são fundamentais, pois surgem do movimento do próprio referencial.

Se a aceleração for constante e no valor correto, a força inercial se comportará de forma idêntica à gravidade terrestre e será, de fato, equivalente a ela. Esse princípio é um dos fundamentos da Relatividade Geral. Existem dois tipos de aceleração: rotacional e linear. Uma nave pode alcançar gravidade artificial girando em torno de seu eixo.

Para ser prático, o raio de rotação precisaria ser bastante grande. Além disso, uma nave poderia criar gravidade artificial ao acelerar continuamente para frente. Séries e filmes que mostram gravidade artificial sem rotação ou aceleração constante simplesmente não representam a realidade física.

Muitas vezes, a gravidade artificial incorreta é usada em filmes por questões de orçamento. É caro fazer os atores, filmados na Terra, parecerem flutuar como viajantes espaciais ou construir cenários de naves que estejam girando continuamente.