Perturbações no nível de gravidade (g-jitter)

Toda plataforma espacial sujeita a um ambiente microgravitacional, sofre também acelerações espúrias. Estas acelerações podem ser separadas em três componentes: quasi-estática, vibratória e transiente.
A componente quasi-estática é devida a gradientes gravitacionais e/ou rotacionais que basicamente são funções da distância do experimento ao centro de massa do veículo; a efeitos do arrasto produzido pelas moléculas de gases existentes na órbita que, por sua vez, dependem da altitude, atitude, período da órbita diurno ou noturno; a vazão de ar ou água da espaçonave, etc.
A componente vibratória é causada por equipamentos tais como bombas, ventiladores, compressores, centrífugas, etc.; pelo exercício da tripulação em aparelhos ergonométricos; pelos modos de vibração estrutural naturais do veículo, etc.
Os transientes são devidos ao acionamento de foguetes, acoplamentos, paradas e partidas súbitas da tripulação, fechamento e abertura de portas, gavetas, etc. e pelo ligar e desligar de equipamentos.

A aceleração quasi-estática existe no intervalo de freqüência entre 0 e 0,01 Hz com valores de magnitude iguais ou menores que mg's. Já a vibratória ocupa o intervalo entre 0,01 e 300 Hz com magnitudes de dezenas de milhares de  mg's rms. Os transientes são de banda larga com magnitudes de pico de dezenas de mg's.
Estes efeitos devem ser bem conhecidos e levados em conta no planejamento e posterior analise de um experimento e, para tanto, o projeto "Principal Investigator Microgravity Services" (PIMS) do Glenn Resarch Center da NASA provê dados aos pesquisadores sobre estas acelerações e sua analise e interpretação para uma variedade de plataformas espaciais tais como drop towers, ISS, Shuttle, foguetes de sondagem e vôos parabólicos.
O valor destas acelerações é atualmente obtido através de vários sistemas de medidas de acelerações pertencentes a NASA, sendo que os dois principais são o MANS (Microgravity Acceleration Measurements System), que mede as acelerações quasi-estáticas e o SAMS (Space Acceleration Measurement System), que mede tanto as acelerações vibratórias como as transientes até 300 Hz.

No gráfico acima é mostrada a exigência para a ISS dos níveis de aceleração em função da freqüência (linha vermelha) e as regiões cobertas pelos sensores MANS e SAMS. Os dados destes sensores são disponibilizados aos pesquisadores para o planejamento dos experimentos pré-vôo, durante o vôo e pós-vôo para analise e interpretação dos resultados.
Para minimizar os efeitos de acelerações espúrias tanto no Space Shuttle como na ISS existem sistemas para isolar as vibrações. Os principais são o ARIS (Active Rack Level) que isola as vibrações, no caso da ISS, entre o EXPRESS Rack e o veículo e o MIM (Microgravity Vibration Isolation Mount) que isola uma determinada gaveta (locker) dentro do rack. Em ambos existem vantagens e desvantagens. No caso do ARIS a principal vantagem é a utilização de menos potência e volume, pois atende a todos os usuários do rack a que está acoplado ao mesmo tempo; suas desvantagens são que não isola um experimento do outro e é altamente sensível ao contato da tripulação. O MIM tem a vantagem de isolar um dado experimento das vibrações do seu vizinho e poder ser otimizado para uso individual; como desvantagem ocupa espaço dentro do rack, isto é, para cada experimento é necessário um MIM particular, podendo isso significar a utilização de toda uma segunda gaveta para acomodá-lo.
O planejamento de um experimento em microgravidade deve levar em conta estes e outros parâmetros de perturbação no ambiente de microgravidade. Os pesquisadores devem conhecer e entender previamente sua possível ação sobre os experimentos para garantir seu bom resultado, bem como sua analise e interpretação posterior. Assim, o pesquisador além de precisar justificar a necessidade do uso de microgravidade para o seu experimento, tem que saber prever quais são os níveis toleráveis (e os intoleráveis) deste ambiente. 

O gráfico acima mostra, para algumas áreas científicas, os níveis máximos de vibração aceitos para certos experimentos típicos. Cada experimento possuí níveis toleráveis próprios e o gráfico é apenas o indicativo de uma tendência. A linha vermelha é o requisito (exigência) do nível de microgravidade versus freqüência que a ISS possuí. Certas pesquisas em materiais possuem requisitos como o mostrado em Materiais 2 (linha azul tracejada), e não podem ser realizados a bordo da ISS.
Em biotecnologia, por exemplo, a ocorrência de grandes perturbações causa múltiplos pontos de nucleação, destruindo a formação de um monocristal. Já em ciência dos materiais acelerações acima do limite tolerável causam convecção termo-solutal e instabilidade na interface de crescimento.