Den främsta orsaken till viktlöshet i rymden är begreppet fritt fall. När ett föremål befinner sig i gravitationsfältet hos en massiv kropp, som jorden, accelererar det hela tiden mot den kroppen. Till exempel, om du står på jordens yta, dras din kropp nedåt på grund av jordens gravitation, och du upplever en kraft som vi uppfattar som vikt.
Men om ett föremål rör sig tillräckligt snabbt vinkelrätt mot gravitationskraften, kan det hålla ett konstant avstånd från den massiva kroppen och effektivt falla bredvid den. Detta är vad rymdfarkoster och astronauter upplever i omloppsbana. Genom att uppnå en specifik hastighet känd som omloppshastighet, "faller" de kontinuerligt mot jorden, men det framåtgående momentumet håller dem i en konstant cirkulär bana runt planeten.
Inuti en rymdfarkost eller rymdstation simulerar miljön fritt fall. Eftersom rymdfarkosten är i omloppsbana, är alla föremål inom den också i samma tillstånd av fritt fall, och rör sig med samma hastighet och bana. Detta resulterar i frånvaron av den vanliga gravitationskraften vi känner på jorden, vilket leder till en känsla av viktlöshet.
När astronauter gör rymdpromenader utanför sin rymdfarkost är de fortfarande i ett tillstånd av fritt fall. Däremot kan de fästa sig på rymdfarkostens exteriör med hjälp av tjuder eller ledstänger, vilket ger en känsla av stöd och hindrar dem från att driva iväg.
Det är viktigt att notera att viktlöshet inte betyder frånvaro av gravitation. Objekt i rymden, inklusive rymdfarkoster och astronauter, är fortfarande föremål för gravitationskrafter. Det är bara det att gravitationskrafterna som verkar på dem är antingen balanserade eller mycket svaga jämfört med de tröghetskrafter som är förknippade med deras rörelse.
