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La massa è la quantità di materia contenuta in un oggetto e rimane costante indipendentemente dalla posizione. Il peso, invece, è la forza esercitata dalla gravità su quella massa. Sulla Terra, un astronauta che pesa 70 kg esercita un peso di circa 686 N. Sulla Luna, con circa un sesto della gravità terrestre, il peso dello stesso astronauta scende a circa 114 N.
La densità è la massa divisa per il volume. Un tipico astronauta potrebbe avere una massa di 68 kg e occupare un volume di 65 litri, con una densità di circa 1,05 kg L⁻¹, molto vicina a 1,00 kg L⁻¹ dell'acqua. Gli esseri umani sono composti per circa il 60% da acqua, il che spiega la somiglianza.
Quando un astronauta si sposta dalla Terra alla Luna, cambia solo il suo peso; la massa rimane la stessa. L’ambiente lunare offre una pressione atmosferica trascurabile, quindi il volume dell’astronauta rimane sostanzialmente invariato. Di conseguenza, la densità, un rapporto tra massa costante e volume costante, rimane invariata.
In realtà, gli astronauti trascorrono mesi in condizioni di microgravità, il che può causare perdita ossea, atrofia muscolare e ridistribuzione dei liquidi. Questi effetti possono ridurre leggermente la massa corporea complessiva, riducendo potenzialmente la densità nel tempo. Tuttavia, la fisica fondamentale della densità rimane invariata.
Per informazioni più dettagliate, consulta il Programma di ricerca umana della NASA (NASA HRP ).
