先說重力G=mg=mM/r2，其中m是宇航員的質量，M是太陽的質量，r是宇航員到太陽的距離（2是平方）。因為m和M是不變的，所以，只要r不變，宇航員的重力G（太陽對宇航員的吸引力）就不會變。所以，我們常說的超重、失重是個視重的槪念，意思是看起來重力變大了，看起來重力消失了（漂浮在太空）。宇航員在太空中某個位置，他的重力就是一個定值。那麼為什麼不會自由落體墜向太陽呢？因為他以一定的速度在繞著太陽轉動，他的重力剛好等於他繞日轉動的向心力，而向心力的作用是不斷改變他繞日轉動的方向，不能改變速度的大小，表現出失重現象，當然不會墜向太陽。如果他的繞日速度變小了，他會減小r在新的軌道上速度更快地轉動；如果他的繞日速度變大了，他會增大r在新的軌道上減慢速度轉動；如果他的繞日速度為零了，他會在重力G的作用下墜向太陽；如果太陽對他的吸引力消失了（這是不可能的），他會飛離太陽。

失重並非等同於不受引力作用，宇航員在太空中依然會受到地心引力作用，雖然稍小於地面，但絕非為零。這個很容易透過萬有引力定律計算出來：

F=GMm/r^2

其中F為地心引力，G為萬有引力常數（6.674×10^−11立方米/千克/平方秒），M為地球質量（5.97237×10^24千克），m為物體的質量，r為地心到物體的距離。如果在地球表面上，質量為60千克的人與地心的距離即為地球半徑，約為6371千米，那麼，這個人所受到的地心引力為：F=6.674×10^−11×5.97237×10^24×60/6371000^2牛≈589牛。事實上，在地球表面，我們定義重力加速度g=GM/R^2，其中R為地球半徑，g的大小約為9.81米/平方秒，則引力F=mg=60×9.81牛≈589牛。而如果在太空中，宇航員與地心的距離變遠了，所受的地心引力會相應變小。一般情況下，載人飛船的軌道距離地面大約400千米，所以在太空中的宇航員所受的地心引力為：F=6.674×10^−11×5.97237×10^24×60/(6371000+400000)^2牛≈522牛，只比在地面小了11%。

之所以宇航員在太空中會表現出失重的現象，是因為他所受到的地心引力全部用於提供環繞地球進行圓周運動的向心力。事實上，宇航員在太空中一直在做自由落體運動，由於它的速度足夠快，地球的表面是彎曲的，所以宇航員不會撞上地球表面，這樣就會產生失重的現象。由於宇航員處在地球的希爾球內，受到地球引力的主宰，所以宇航員不會墜向太陽，更不會脫離太陽系。

即便地球突然在宇航員運動到朝著公轉方向時消失，宇航員的繞行速度加上地球的公轉速度也只有38千米/秒，而在地球軌道上想要脫離太陽的引力束縛，速度至少要達到42千米/秒。在這種情況下，宇航員不會脫離太陽系，只會以比地球更遠的距離繞著太陽旋轉。

什麼是失重？只要物體受到的合加速度向下，那就是失重。

我們現在來看下宇航員在外層空間的狀態：繞地球飛行。並且要注意，這個和飛機飛行是兩個概念。簡單的說，在外層空間基本上不耗燃料，就能一直轉下去，而飛機則不是。

這個時候要注意了，宇航員在地球上空的時候，還是受到引力的，那有人會問：引力大不大呢？

答案是：大。我們透過萬有引力公式就能看出來，引力和距離的關係是平方反比，並且地區的半徑大約在6400km，而航天器繞地軌道一般距離地面都是幾百公里。可以見得引力不會小多少的。並且太陽對航天器的引力的增加更是微不足道了，而且航天器的速度並沒有達到逃離地球的數值。

那麼既然引力還是挺大的，怎麼沒見航天器掉下來啊？其實航天器一直在掉，它繞地飛行就是在做自由落體運動，只不過地球是圓的，引力全都用來提供向心力了，所以才會有失重的感覺。