als ze vanuit de ISS een grote emmer zand uitstrooien op aarde zien we dan ook een meteorieten regen?

Als je buiten het ISS hangt en een emmer zand omkiepert, zal er niets gebeuren. De effectieve zwaartekracht is immers nul. Net zoals een astronaut zweeft in het ISS (en er dus geen 'boven' en 'onder' bestaat), zweeft het zand in de emmer. Je kunt de emmer dan omkeren wat je wilt, het zand zal blijven zweven. Binnen of buiten het ISS, dat maakt niet uit.

Wat je zou kunnen doen, is een handje zand uit de emmer pakken, en dat handje zand buiten de emmer loslaten. Wat je dan hebt, is een hoopje zand dat daar gewoon wat blijft rondhangen. Het zand zit in dezelfde baan als het ISS, en net zoals het ISS in zijn baan blijft, zo zal ook het zand in zijn baan blijven. Vanuit het ISS gezien hangt er dan dus gewoon een hoopje zand net buiten het raam. Dat bederft het uitzicht; afgezien daarvan zal het er gewoon blijven rondhangen.

Als je het zand met kracht richting de aarde gooit, zal het zand in een elliptische baan rond de aarde komen. Een mens heeft lang niet voldoende kracht om het zand zo hard weg te smijten dat die ellips de atmosfeer zal doorsnijden. We hebben dan dus een hoopje zand dat in een andere baan zweeft dan het ISS, maar dat die andere baan gewoon zal blijven volgen.

Pas met heel veel aandrijving kun je ervoor zorgen dat het zand de atmosfeer binnendringt. Een heel eenvoudige oplossing is: gooi het zand tegen de bewegingsrichting van het ISS in. Wanneer je erin slaagt dat te doen met een snelheid van ongeveer 27 duizend (!) km/u, zal het zand recht naar beneden vallen.

Maar dan nog is de snelheid waarmee het zand de atmosfeer zal binnendringen veel te klein om een vuurballetje (een meteoriet) te vormen.

De enige kans die je hebt is het zand naar beneden (of naar achteren) te gooien, en de werpsnelheid zo te kiezen dat het zand de atmosfeer nét voldoende schampt om snel te worden afgeremd. Dus niet recht naar beneden, want dan heeft het zand te weinig snelheid om te gaan gloeien. Ook niet net schampend, want dan remt het zand wel een beetje af, maar zal het vervolgens de dunne bovenste lagen van de atmosfeer toch weer verlaten. Je moet er precies tussenin zitten.

Dan is de snelheid nét hoog genoeg om een vuurbolletje te maken, en niet hoog genoeg om verder te vliegen. Dat is een meteoriet.

Of die meteoriet vanaf het aardoppervlak zichtbaar zal zijn? Misschien. Die 27 duizend km/u stelt niet zo gek veel voor, maar misschien is het nét genoeg om een klein meteorietje te worden.
 

Het zand zal toch redelijk snel naar de aarde vallen op de hoogte van de ISS treft het regelmatig deeltjes van de atmosfeer net als het ruimtestation zelf. Bij elke botsing met een luchtmolecuul/atoom zal de impuls van de korrel wat afnemen zodat de korrel in een lagere baan terecht komt. Door het grote relatieve oppervlak van de zandkorrel zal dat ook nog een stuk sneller gaan dan bij een satelliet. Vanwege de schaal en de lage snelheid van de korrels verwacht ik geen problemen met hittevorming. De korrels zijn te klein om de lucht effectief samen te persen bij de betreffende omloopsnelheden. Om de baan goed te voorspellen zijn bij zandkorrels ook de lichtdruk van de zonnestraling van belang. In de richting van de zon zal de korrel ook snelheid verliezen door botsingen met fotonen, dat zal het proces effectief versnellen omdat de korrel in een lagere baan al snel steeds meer luchtmoleculen treft (exponentieel verband dichtheid van de atmosfeer en de hoogte), het extra zetje met de zon in de rug komt dan te laat. Ook de zonnewind kan een belangrijke rol spelen in het afremmen van de korrels.