Ориентировка человека в пространстве обеспечивается благодаря деятельности вестибулярного аппарата, зрительного и слухового восприятия, а также информации, поступающих от чувствительных нервных окончаний кожи, сухожилий и мышц.
Вестибулярный аппарат расположен во внутреннем ухе и представляет собой отолитов прибор. Дно небольшой полости покрыто нервными чувствительными клетками, снабженными волосками, на которых как бы лежат в студенистой жидкости небольшие кристаллики солей кальция, называемых отолитами. Изменение положения головы приводит к изменению положения отолитов, и к изменению давления на нервные клетки, вызывая их возбуждение. Далее информация поступает в центральную нервную систему человека.
В состоянии невесомости отолиты прекращают давление на нервные окончания и, беспорядочно передвигаясь, так же беспорядочно воздействуют и на нервные окончания клеток.
Кожа, сухожилия, мышцы, помогавшие в земных условиях уточнить положение тела, в невесомости лишь указывают степень воздействия на тело того или иного усилия. Но они никак не подсказывают — вниз или вверх головой находится человек по отношению к Земле.
Единственным сигналом, правильно информирующим человека о положении в пространстве в данной ситуации, остается зрение. Вернее, зрение быстрее других органов приспосабливается к новым условиям. У некоторых людей в первые секунды невесомости возникают иллюзорные представления об окружающей среде, предметах, появляется чувство перевернутости, хотя на самом деле человек не менял положения своего тела. Это состояние быстро проходит, и зрение остается самым надежным и достоверным из всех органов чувств человека в невесомости. Если же человек в невесомости закроет глаза, то он полностью потеряет представление о своем положении в пространстве.
Невесомость значительно меняет и условия работы сердца. В земных условиях оно качает кровь вверх, питая кровеносные сосуды головного мозга. Вниз кровь перемещается за счет того, что существует земное притяжения, то есть за счет гидростатического давления.
В невесомости сердце продолжает свою работу, увеличивает кровяное давление, но вниз кровь не идет, так как отсутствует сила земного тяготения. В результате кровяное давление в сосудах головного мозга, особенно в начальный период появления невесомости, значительно повышается.
Внешне эти изменения в организме человека проявляются в появлении бледности лица, его одутловатости (лицо как бы распухает), изменении пульса, появлении тошноты и позывам к рвоте.
Однако есть определенные различия во взаимодействии человека с невесомостью при работе внутри космического аппарата и вне его.