ISSはなぜ地球に落ちてこない？｜仕組みと無重力の本当の理由

2026年10月24日

国際宇宙ステーション（ISS）は、なぜ地球に落ちてこないのでしょうか。答えは少し意外で、「落ちていない」のではなく、「落ち続けている」のです。この記事では、JAXA（宇宙航空研究開発機構）の解説にもとづいて、ISSが落ちてこない仕組みと、船内の人や物がふわふわ浮く本当の理由を、やさしく紹介します。

ISSは、宇宙にぴたっと止まっているわけではない

ISSは、地上から約400km上空を飛ぶ、巨大な有人実験施設です。JAXAによると、大きさは約108.5m×約72.8mでサッカーのフィールドと同じくらい、質量は約420トンです。こんなに大きく重いものが、なぜ地上に落ちてこないのでしょうか。

「宇宙には重力がないから」と思う人もいるかもしれませんが、それは違います。ISSは地表に近い軌道を飛んでいるため、そこで働く重力は、地上と比べて10％程度しか小さくなりません。ISSにも、地球の重力は、ほとんど変わらず働いているのです。

では、なぜ落ちてこないのでしょうか。JAXAは、人工衛星やISSについて、「実は、常に地球に落ち続けているのです」と説明しています。

ニュートンの「小石」で考える、落ち続ける仕組み

高い場所から、小石を水平に投げる場面を想像してみてください。ゆっくり投げれば、小石はすぐ足もとに落ちます。力いっぱい速く投げれば、もっと遠くまで飛んでから落ちます。

では、もっともっと速く投げたら、どうなるでしょうか。地球は丸いので、落ちていく先の地面も、丸みにそって遠ざかっていきます。十分に速ければ、小石は地面に届かないまま、地球のまわりをぐるりと回り続けることになります。この考えはニュートンが『プリンキピア』という本で述べたもので、人工衛星が打ち上げられる約300年前のことです。

小石を投げる速さを上げていくと、十分に速い場合は地面に落ちずに地球のまわりを回り続けることを示した図 — 投げる速さを上げると、やがて地球のまわりを回り続ける（模式図）

ここでもう一つ、「慣性の法則」がかかわってきます。慣性の法則とは、外から力が加わらなければ、動いている物体は同じ速さでまっすぐ進み続ける、という決まりです。ISSはまっすぐ飛ぼうとしますが、地球の重力が、地球の中心に向かって引きつづけて、進む向きを曲げています。この力を「向心力」（円の中心に向かって引く力のこと）と呼びます。

速すぎると周回する軌道から飛び出してしまい、遅すぎると地球に落ちてしまいます。ちょうどよい速さで横に飛ぶことで、地球の丸みに沿って「落ち続ける」状態になり、ISSは地球のまわりを回り続けます。

ISSは、どれくらいの速さで飛んでいる？

ISSは秒速約7.7km、時速にすると約28,000kmで飛んでいます。地球を約90分で1周し、1日に約16周します。約90分に約16周をかけると、ほぼ24時間、つまり1日になる計算です。

秒速7.7kmは、高度400kmと比べると、その速さが実感できます。400を7.7で割ると、約52秒。真上に約400km上がるのと同じ距離を、横には1分足らずで進んでしまう速さです。

ISSの高度は約400km、速さは秒速約7.7km、地球1周は約90分、1日に約16周することをまとめた図 — ISSの高さ・速さ・周回（JAXAの公表値）

船内がふわふわ浮くのは、「重力がない」からではない

ISSの中で、宇宙飛行士が宙に浮かんでいる映像を見たことがあるでしょう。この状態は「無重力」とよく呼ばれますが、重力が消えたわけではありません。

ISSは地球に対して自由落下（重力にまかせて落ちること）の状態にあり、ISSも船内も「無重量」（物が重さを感じない状態）になっています。ISSと、その中にいる人や物は、同じ軌道を同じ速さで飛んでいます。みんないっしょに落ちているので、床に押しつけられる感じがなくなり、ふわふわ浮いてしまうのです。

JAXAは、この様子を、エレベーターのケーブルが切れて落ちていく場面や、遊園地のフリーフォールにたとえています。落ちている最中は、体が浮いたように感じますよね。ISSの船内は、それが地球のまわりで、ずっと続いている状態といえます。