Det er grunnleggende umulig å måle tyngdekraften fra et objekt som er i fritt fall. Dette er det første prinsippet for generell relativitetsteori.

Hva akselerometre vil gi deg er

• akselerasjoner (lineær eller rotasjon) indusert av thrustere, atmosfærisk luftmotstand, reaksjonshjul osv.
• vibrasjoner fra roterende solcellepaneler, mannskapsinduserte krefter osv.

Det eneste du kan måle fra en kropp i fritt fall er inhomogeniteter i tyngdefeltet, eller med andre ord gravitasjonsgradienten . Du kan ordne en samling akselerometre slik at det blir et gravitasjonsgradiometer. Et gradiometer måler ikke selve tyngdekraften, men endringen i gravitasjonsfeltet når gradiometeret beveger seg langs det.

Den beste måten å måle tyngdekraften fra et romfartøy er ikke å bruke et instrument på et romfartøy, men å bruke et par instrumenter på to romfartøyer. Det beste eksemplet på dette er Grail romfartøy. Det de egentlig gjorde, var å bane rundt Månen slik at de hadde en mer eller mindre konstant avstand mellom de to. Etter hvert som et område med høyere tyngdekraft passerte, ville romfartøyet faktisk falt litt. De to romfartøyene kunne veldig nøyaktig oppdage rekkevidden mellom de to romfartøyene, og om romfartøyet gikk i en bestemt retning. Ved hjelp av en kompleks matematikk klarte de å finne ut av gravitasjonskartet til Månen.

Alternativt kan dette gjøres ved hjelp av et jordbasert radartypesystem, hvor romfartøyets frekvens blir nøye overvåket for Dopplerforskyvning, søker etter små endringer i bane forårsaket av forskjellige gravitasjonsfelt. Dette er komplekst, men har blitt gjort. Det viktigste eksemplet på dette var Magellan, men jeg tror det har blitt gjort av andre romfartøy, og denne Doppler-effekten vil også bli brukt til å bestemme Jupiters tyngdefelt ved tyngdekraften forstyrret bane av Juno-romfartøyet når det begynner å bane det i 2016.

Så vidt jeg kan se, har vi faktisk ikke sensorer av rimelig størrelse som er i stand til å bestemme mikrogravitasjon nøyaktig, og at våre offisielle gravitasjonsverdier i stedet beregnes ut fra annen informasjon. Med nok informasjon om massene og avstandene til objekter i nærheten, og akselerasjonen til et gitt romfartøy, kan vi ganske nøyaktig beregne gravitasjonskraften på romfartøyet uten behov for sensorer.

For eksempel det internasjonale rommet Station har to systemer med akselerometre (SAMS-II og MAMS) som brukes til å oppdage små vibrasjoner på rammen til ISS, men ingen av dem er faktisk følsomme nok til å måle netto effektiv gravitasjonskraft på ISS .

Du kan bestemme mikrogravitasjonen ved å observere to eller flere flytende objekter og måle bevegelsen deres mot eller bort fra hverandre. Dette er bowlingballmetoden. Hvordan kan du vite om du er i ledig plass, eller faller ned en lang heissjakt? Se på et par "flytende" bowlingkuler. Hvis de beveger seg mot hverandre raskere enn deres egen tyngdekraft skulle produsere, faller du inn i en tyngdekraftsbrønn. Det er alltid en pseudomikrogravitasjon i baner fordi deler av fartøyet nærmere planeten prøver å følge en raskere bane enn delene som er lenger borte. Det kalles ofte en tidevannseffekt.

Avdøde Dr. Robert Forward fra Hughes Research designet "rom-tid flatere" for shuttle eksperimenter. Dette er arrangementer av wolframskiver og kuler og toruser som motvirker tidevannseffektene og ga veldig gode tilnærminger av å være i fritt rom langt fra noen betydelig masse, om enn i små områder midt i apparatet. Han beklaget en gang at han ikke kunne patentere dem fordi han hadde brukt dem mye (i mye større skala) i science fiction.