Уменьшенная тяжесть самолет является типом самолета , который обеспечивает краткий почти невесомую среду для подготовки космонавтов , проведения научных исследований и создания невесомости кадры фильма.
Версии таких самолетов эксплуатировались в рамках Программы исследований пониженной гравитации НАСА [1], а один в настоящее время эксплуатируется Программой пилотируемых космических полетов и робототехнических исследований Европейского космического агентства. Неофициальное прозвище « блевотная комета » стало популярным среди тех, кто пережил их операцию. [2]
История
Параболический полет как способ моделирования невесомости был впервые предложен немецким аэрокосмическим инженером Фрицем Габером и немецким физиком Хайнцем Габером в 1950 году. [3] Оба были доставлены в США после Второй мировой войны в рамках операции «Скрепка» . [4] Как хорошо, Shih-Chun Ван изучал тошноту космонавтов для НАСА , который помог привести к созданию рвоты кометы. [5]
Параболические полеты иногда используются для изучения воздействия невесомости на живой организм. В то время как люди на сегодняшний день наиболее распространенные пассажиров, нечеловеческие животные иногда принимали участие в экспериментах, в том числе заметного эксперимента о том , как невесомость влияет на домашнюю кошку «s рефлекс выпрямления [6] и А Pigeon » попыток сек для перемещения в невесомости государственный. [7]
Принципы работы
Самолет создает ощущение невесомости, следуя параболической траектории полета относительно центра Земли. [8] Следуя по этой траектории, летательный аппарат и его полезная нагрузка находятся в свободном падении в определенных точках траектории полета. Самолет используется таким образом, чтобы продемонстрировать космонавтам, каково это - вращаться вокруг Земли. В это время самолет не оказывает на свое содержимое силы реакции земли , вызывая ощущение невесомости.
Первоначально самолет набирает высоту с углом тангажа 45 градусов с помощью тяги двигателя и руля высоты. Ощущение невесомости достигается за счет уменьшения тяги и опускания носовой части для поддержания нейтральной или "нулевой подъемной силы" конфигурации, при которой самолет следует по баллистической траектории, а тяга двигателя точно компенсирует сопротивление. Невесомость начинается при подъеме и продолжается до тех пор, пока аппарат не достигнет угла наклона вниз около 30 градусов. В этот момент аппарат направлен вниз на высокой скорости и должен начать возвращаться в положение «нос вверх», чтобы повторить маневр. Тогда силы примерно в два раза больше силы тяжести на пути вниз, внизу и снова вверх. Это длится до тех пор, пока самолет снова не достигнет середины своей восходящей траектории, и пилот снова не снизит тягу и не опустит нос. [9]
Этот самолет используется для обучения космонавтов маневрам в условиях невесомости, что дает им около 25 секунд невесомости из 65 секунд полета по каждой параболе . Во время такой подготовки самолет обычно совершает около 40–60 параболических маневров. Примерно две трети пассажиров, эти полеты производят тошноту из - за морскую болезнь , [10] [11] дает плоскости его прозвище «рвотным кометы».
Операторы
Канада
Канадское космическое агентство и Национальный исследовательский совет имеют Фалькон 20 используется для исследований микрогравитации. [12] Маленький самолет обычно не используется для того, чтобы люди могли свободно плавать и испытывать невесомость; однако комик Рик Мерсер сделал это для части своего шоу . [13]
Эквадор
Первым самолетом с нулевой перегрузкой, поступившим на вооружение в Латинской Америке, стал Т-39 Sabreliner по прозвищу CONDOR , эксплуатируемый Эквадорским гражданским космическим агентством и Эквадорскими военно-воздушными силами с мая 2008 года. [14] 19 июня 2008 года этот самолет нес семь самолетов. -летний мальчик, установивший мировой рекорд Гиннеса для самого молодого человека, летавшего в условиях микрогравитации. [15]
Европа
С 1984 года ЕКА и CNES выполняли полеты с пониженной гравитацией на различных самолетах, включая НАСА KC-135, Caravelle , Ил-76 MDK и Airbus A300, известный как Zero-G
. В 2014 году производство A300 было прекращено в пользу более современного Airbus A310 , также названного Zero-G . [16] Он базируется в аэропорту Бордо-Мериньяк во Франции , которым управляет компания Novespace, а также летает из аэропорта Париж-Ле-Бурже и с авиабазы Дюбендорф в Швейцарии. [17] С 1997 года компания Novespace, дочерняя компания CNES, осуществляет управление этими рейсами. [18]Этот самолет A310 Zero G
используется также для выполнения коммерческих рейсов для пассажиров общего пользования в партнерстве между оператором Novespace и компанией Avico под брендом Air Zero G. [19] Самолет также использовался в кино, с Томом Крузом и Аннабель Уоллис в съемках фильма «Мумия» в 2017 году. [20]Россия
В России коммерческие полеты выполняются на самолете Ильюшин Ил-76 ; несколько американских компаний бронируют полеты на этих самолетах. [21]
Соединенные Штаты
НАСА
НАСА много лет выполняло полеты в невесомости на различных самолетах. В 1959 году астронавты проекта «Меркурий» тренировались на самолете Самаритянин C-131, получившем название «блевотная комета». [22]
Twin KC-135 Stratotankers использовались до декабря 2004 года, но позже списаны. Один из них, KC-135A N930NA (также известный как NASA 930, ранее серийный номер USAF 59-1481), пролетел более 58 000 парабол после того, как его приобрело НАСА в 1973 году, прежде чем он был выведен из эксплуатации в 1995 году. Сейчас он выставлен в Эллингтоне. Поле , недалеко от Космического центра Джонсона . Другой (N931NA или NASA 931, бывший серийный номер AF 63-7998) также использовался Universal Pictures и Imagine Entertainment для съемок сцен с участием невесомости в фильме « Аполлон-13» ; Последний полет он совершил 29 октября 2004 г. и постоянно хранится в Музее авиации и космонавтики Пима в Тусоне, штат Аризона.
В 2005 году НАСА заменило самолет на McDonnell Douglas C-9B Skytrain II (N932NA), ранее принадлежавший KLM Royal Dutch Airlines и ВМС США . [23]
НАСА завершило Программу исследований пониженной гравитации и прекратило работу в июле 2014 года из-за технических проблем с самолетом. Его заменяют контракты с частными компаниями.
По состоянию на 2015 год[Обновить]НАСА заключило контракт на оказание услуг в области микрогравитации с Zero Gravity Corporation (ZERO-G) и использовало свой самолет G-FORCE ONE, модифицированный Boeing 727-200 . [24]
Другие операторы
В конце 2004 года Zero Gravity Corporation стала первой компанией в Соединенных Штатах, которая предложила широкой публике полеты в условиях невесомости на самолетах Boeing 727 . Каждый полет состоит из примерно 15 парабол, включая моделирование уровней гравитации Луны и Марса, а также полную невесомость. [25] Этот профиль позволяет клиентам ZERO-G наслаждаться невесомостью с минимальным дискомфортом от движения.
В 2015 году компания Integrated Spaceflight Services начала выполнять функции интегратора исследований и образования Национального исследовательского совета Канады для рынка США, предлагая комплексные услуги в условиях пониженной гравитации на модифицированном самолете Falcon 20 . [26] ISS ежегодно проводит кампании по исследованию микрогравитации для оценки космических костюмов и других технологий в рамках проекта PoSSUM . [27]
Aurora Aerospace в Олдсмаре, Флорида, предлагает полеты в невесомости с использованием Fuji / Rockwell Commander 700 . Он также используется для моделирования гравитации Луны и Марса. [28]
Воздушная болезнь
По словам бывшего директора программы исследований пониженной гравитации Джона Янека, тревога больше всего способствует воздушной болезни пассажиров. Напряжение на их телах вызывает чувство паники и, как следствие, вызывает рвоту у пассажира. Янец дает приблизительную оценку пассажиров, что «одна треть [становится] тяжело больна, следующая треть умеренно больна, а последняя треть совсем не болеет». Рвота называется «плохой». [10]
Скополамин часто используется в качестве противорвотного средства во время тренировок на самолетах с пониженной гравитацией. [29]
Смотрите также
- Микро-среда
- Космический туризм
- Подготовка космонавтов
- Fallturm Bremen
Рекомендации
- ^ "Программа исследования пониженной гравитации НАСА" . Jsc-aircraft-ops.jsc.nasa.gov. 2009-03-17. Архивировано из оригинала на 2009-08-25 . Проверено 14 сентября 2009 .
- ^ "НАСА - Что это за рвотная комета?" . Архивировано из оригинала 5 мая 2012 года . Проверено 15 мая 2012 года .
- ^ Габер, Фриц; Габер, Хайнц (1950). «Возможные методы создания невесомого состояния для медицинских исследований». Журнал авиационной медицины . 21 (5): 395–400. PMID 14778792 . Резюме статьи: Кэмпбелл, Марк Р. (2009). «Классика космической медицины. Возможные методы создания невесомого состояния для медицинских исследований». Авиационная, космическая и экологическая медицина . 80 (12): 1077. DOI : 10,3357 / ASEM.26010.2009 . PMID 20027862 .
- ^ Буркхард, Форд (1998-08-28). «Фриц Габер, 86 лет, умирает; смоделированная невесомость космоса» . Нью-Йорк Таймс .
- ^ «Новый канцлер пошла своим путем | Новости» . news-gazette.com. 2011-10-16 . Проверено 16 февраля 2020 .
- ^ "Невесомые кошки. Космические кошки приземляются на ноги?" . YouTube. 2011-01-11 . Проверено 16 февраля 2020 .
- ^ «Голуби в космосе» . YouTube. 2011-02-04 . Проверено 16 февраля 2020 .
- ^ Уильям Тиррелл Томсон, Введение в космическую динамику, Довер 1986. стр. 91.
- ^ «Траектория полета C-9B» . Jsc-aircraft-ops.jsc.nasa.gov. 2009-03-17. Архивировано из оригинала на 2009-12-13 . Проверено 14 сентября 2009 .
- ^ а б Голайтли, Глен (20 октября 1999 г.). "Полет кометы рвоты имеет свои взлеты и падения" . space.com. Архивировано из оригинала на 2006-03-10.
- ^ «Пониженная гравитация: блог рвоты кометы» . PhysicsCentral . 10 мая 2005 . Проверено 7 ноября 2007 .
- ^ «Falcon 20 - Объекты - NRC-CNRC» . Архивировано из оригинала на 11 июня 2011 года . Проверено 26 июня 2009 года .
- ^ «RMR: Рик и невесомость» . YouTube. 2011-06-16 . Проверено 24 февраля 2016 .
- ^ «Exa And Fae разрабатывает первый в Латинской Америке самолет с нулевым ускорением» . Exa.ec. 2008-04-10 . Проверено 14 сентября 2009 .
- ^ «Самый молодой человек, испытавший микрогравитацию» . Guinnessworldrecords.com . Проверено 14 сентября 2009 .
- ^ "Air Zero-G о нас" . airzerog.com . Проверено 11 марта 2014 .
- ^ «Программа ЕКА A300 Zero-G» (на голландском языке). Spaceflight.esa.int. Архивировано из оригинала на 2009-08-28 . Проверено 14 сентября 2009 .
- ^ "CNES: PR56-2004 - Кампания нового параболического полета" . Архивировано из оригинального 27 июня 2009 года . Проверено 4 октября 2008 года .
- ^ «Французский космонавт выполняет« Лунную походку »в параболическом полете - Air & Cosmos - International» . Air & Cosmos - Международный . Проверено 29 августа 2017 .
- ^ « ' Мумия': за кулисами этого трюка в невесомости (эксклюзив)» . Голливудский репортер . Проверено 29 августа 2017 .
- ^ «Полеты в невесомости становятся мейнстримом - Технологии и наука - Космос | NBC News» . NBC News . 2004-09-16 . Проверено 24 февраля 2016 .
- ^ «Меркурий-космонавты в полете в невесомости на самолете С-131» . 2006-08-02 . Проверено 14 мая 2013 .. На странице размещена фотография НАСА от 01.01.1959.
- ^ «История C-9B» . НАСА . Архивировано из оригинала на 2009-12-15 . Проверено 14 сентября 2009 .
- ^ «Программа возможностей полетов» . НАСА . Проверено 22 апреля 2013 .
- ^ Бойл, Алан (2004-09-16). «Полеты в невесомости становятся мейнстримом» . NBC News . Проверено 14 сентября 2009 .
- ^ "Комплексные космические услуги" . Integratedspaceflight.com . Проверено 6 апреля 2015 .
- ^ «Частный скафандр проходит испытания в невесомости для подготовки к коммерческому полету» . 2017-11-20 . Проверено 7 августа 2020 .
- ^ «Наши программы обучения» . Аврора Аэроспейс . Архивировано из оригинала на 2009-01-30.
- ^ Фиппс, WS; Инь, Z; Bae, C; Шарп, JZ; Бишара, AM; Нельсон, ES; Weaver, AS; Браун, D; Маккей, TL; Гриффин, Д; Чан, EY (2014). «Аппаратные демонстрации в условиях пониженной гравитации прототипа миниатюрного проточного цитометра и сопутствующей технологии микрожидкостного смешения» . J Vis Exp (93): e51743. DOI : 10.3791 / 51743 . PMC 4354048 . PMID 25490614 .
дальнейшее чтение
- Габер, Фриц и Габер, Хайнц: «Возможные методы создания состояния, свободного от гравитации для медицинских исследований», Журнал авиационной медицины XXI (1950).
- Кармали, Фейсал и Шелхамер, Марк. «Динамика параболического полета: летные характеристики и восприятие пассажиров» . Acta Astronautica (2008).
- Истон, Пэм (30 октября 2004 г.). Невесомый самолет НАСА списан . Ассошиэйтед Пресс.
- Голайтли, Глен (15 мая 2000 г.). Vomit Comet находит дом . Хьюстонское бюро Space.com.
- Овербай, Деннис (1 марта 2007 г.), « Планы Стивена Хокинга - прелюдия к поездке его жизни», New York Times .
Внешние ссылки
- Программа исследования пониженной гравитации
- Программа "Возможности полета"
- Интервью с Джоном Янецом
- Incredible Adventures - это компания из Флориды, основанная в 1995 году и предлагающая частное обучение полетам в условиях невесомости в Тампе, Флорида.
- О программе НАСА по исследованиям в условиях ограниченной гравитации
- ООО «Вегитель» - российская компания, выполняющая полеты в условиях невесомости на широкофюзеляжном самолете Ил-76 МДК.
- Виртуальный тур по самолету Airbus A-300 Zero-G .
- C-135 Variants Part 6 - включает в себя масштабный чертеж NASA 930
- Эксперимент с уменьшенной гравитацией на KC-135A НАСА