Самолеты с уменьшенной гравитацией

Самолет с уменьшенной гравитацией -это тип самолета с фиксированным крылом , который обеспечивает краткую среду без весу для обучения астронавтов , проведения исследований и делающих фильмы без гравитации.

Версии таких самолетов управлялись программой НАСА по сокращению гравитации, ^{[ 1 ]} и в настоящее время управляется программами космического полета человека и роботизированных программ Европейского космического агентства. Неофициальное прозвище « рвота комета » стало популярным среди тех, кто испытал свою деятельность. ^{[ 2 ]}

История

Параболический полет как способ моделирования невесомости был впервые предложен немецким аэрокосмическим инженером Фрицем Хабером и его братом, физиком Хайнцем Хабером в 1950 году. ^{[ 3 ]} Оба были доставлены в США после Второй мировой войны в рамках операции «Строка» . ^{[ 4 ]} Кроме того, Ши-Чун Ван изучал тошноту у астронавтов для НАСА , что помогло привести к созданию рвотой кометы. ^{[ 5 ]}

Параболические полеты иногда используются для изучения влияния невесомости на живой организм. Хотя люди являются наиболее распространенными пассажирами, нечеловеческие животные иногда участвовали в экспериментах, в том числе заметный эксперимент о том, как невесомость повлияла на домашних кошек . рефлекс ^{[ 6 ]} и попытки голубь ориентироваться в невесовом состоянии. ^{[ 7 ]}

Операционные принципы

Самолет дает своим обитателям ощущение невесомости, следуя по параболической траектории полета. ^{[ 8 ]} Следуя по этому пути, самолет и его полезная нагрузка находятся в свободном падении . Самолет используется таким образом, чтобы продемонстрировать астронавтов, каково это вращать Землю. В течение этого времени самолет не оказывает каких -либо сил реакции наземных реакций на его содержимое, вызывая ощущение невесомости.

Первоначально самолет поднимается с углом шага на 45 градусов, используя тягу двигателя и управления лифтом. Ощущение невесомости достигается путем уменьшения тяги и понижения носа для поддержания нейтрального или «нулевого подъема», конфигурации, так что самолет следует по тому же пути, что может последовать объект в свободном падении, без сопротивления воздуха. Тяга двигателя используется, чтобы точно компенсировать сопротивление. Невесомость начинается во время подъема и длится все время «до горба», пока самолет не достигнет нисходящего шага на расстоянии около 30 градусов. На этом этапе ремесло указывает вниз на высокой скорости и должно начать тянуть обратно в отношение к носу, чтобы повторить маневр. Силы тогда примерно вдвое больше, чем гравитация на пути вниз, внизу и снова вверх. Это длится до тех пор, пока самолет снова не станет на полпути вверх по своей восходящей траектории, и пилот снова уменьшает тягу и не опускает нос. ^{[ 9 ]}

Этот самолет используется для обучения космонавтов в маневре с нулевым G, давая им около 25 секунд невесомости из 65 секунд полета в каждой параболе . Во время такой тренировки самолет обычно летает около 40–60 параболических маневров. Примерно в двух третях пассажиров эти рейсы вызывают тошноту из -за аэфиль . ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} давая плоскости прозвище "рвота комета".

Параболические пути используются для уменьшенной гравитационной части полета, потому что это путь, который объекты следует при воздействии только по гравитации и никаких других внешних сил, таких как опоры или сопротивление воздуха. Таким образом, объекты внутри самолета могут находиться в свободном падении и испытывать невесомость, оставаясь неподвижным относительно самолета. Объекты, вращающие землю, следуют эллиптическим орбитам и находятся в постоянном состоянии свободного падения. Парабола полета представляет собой небольшую часть одной из этих эллиптических орбит, но одна, где перигея (самая низкая точка) находится внутри земли. Самолет, конечно, не следует за этой частью орбиты, поэтому он подтягивается в начале и в конце парабол.

Операторы

Канада

Канадское космическое агентство и Национальный исследовательский совет имеют Falcon 20, используемый для исследований микрогравитации. ^{[ 12 ]} Маленький самолет обычно не используется для людей, чтобы свободно плавать и испытывать невесомость; Однако комик Рик Мерсер сделал это для сегмента своего шоу . ^{[ 13 ]}

Эквадор

Первый нулевой самолет, который поступил в службу в Латинской Америке,-это Т-39 прозвище Сабрелинер , работавший в Эквадорском гражданском космическом агентстве и Эквадорских ВВС с мая 2008 года. ^{[ 14 ]} 19 июня 2008 года в этом самолете был семилетний мальчик, установив мировой рекорд Гиннеса для самого молодого человека в микрогравитации. ^{[ 15 ]}

Европа

С 1984 года ESA и CNES выполняли миссии по сокращению гравитации в различных самолетах, в том числе KC-135 НАСА, Caravelle , Ilyushin IL-76MDK и Airbus A300, известный как Zero-G . В 2014 году A300 был поэтапен в пользу более современного Airbus A310 , также называемого Zero-G . ^{[ 16 ]} Он базируется в аэропорту Bordeaux-Mérignac в Франции , управляемой Novespace, а также был доставлен из аэропорта Париж-ле-Бурже и авиабазы Дюбендорфа в Швейцарии. ^{[ 17 ]} С 1997 года дочерняя компания CNES Novespace обрабатывает управление этими рейсами. ^{[ 18 ]}

Этот самолет A310 Zero G [ FR ] также используется для реализации коммерческих рейсов для общественных пассажиров в партнерстве между оператором Novespace и компанией Avico [ FR ] под брендом Air Zero G. ^{[ 19 ]} Самолет также использовался в кинотеатрах, когда Том Круз и Аннабель Уоллис снимали для мамы в 2017 году. ^{[ 20 ]}

Россия

В России коммерческие рейсы предлагаются на Ильюшин-IL-76MDK Jet; Несколько американских компаний бронируют рейсы на этих самолетах. ^{[ 21 ]}

Индийские ВВС также использовали их для обучения первой партии индийских астронавтов для проекта Gaganyaan в ISRO . ^{[ 22 ]}

Соединенные Штаты

Питер Диамандис из Zero Gravity Corporation

НАСА

НАСА в течение многих лет летало на рейсах Zero Gravity на различных самолетах. В 1959 году проект «Астронавты Меркурия» обучались на самаритянном самолете C-131, получившем «рвоту комету». ^{[ 23 ]}

Стратотанки- близнец KC-135 использовались до декабря 2004 года, а затем на пенсии. Один, KC-135A, зарегистрированный N930NA (также известный как NASA 930, ранее сериал USAF № 59-1481), вылетел более 58 000 парабол после того, как НАСА приобрела его в 1973 году, прежде чем уйти в отставку в 1995 году . Поле , возле космического центра Джонсона . Другой (N931NA или NASA 931, ранее AF Serial № 63-7998) также использовался универсальными картинками и представленными развлечениями для съемки сцен, включающих невесомость в фильме «Аполлон 13» ; Он совершил свой последний рейс 29 октября 2004 года и навсегда хранится в Музее Pima Air & Space в Тусоне, штат Аризона.

В 2005 году НАСА заменило эти самолеты на McDonnell Douglas C-9B Skytrain II (N932NA), ранее принадлежавшем KLM Royal Dutch Airlines и ВМС США . ^{[ 24 ]}

НАСА завершило программу по сокращению гравитационных исследований и прекратило работу в июле 2014 года из -за технических проблем самолетов. Он заменяется контрактами частной компании.

По состоянию на 2015 год ^[update] У НАСА был контракт с услугами микрогравитации с Zero Gravity Corporation (Zero-G) и использовал свой самолет, G-Force One, модифицированный Boeing 727-200 . ^{[ 25 ]}

Другие операторы

В конце 2004 года корпорация Zero Gravity стала первой компанией в Соединенных Штатах, которая предложила рейсы Zero-G для широкой публики, используя Jets Boeing 727 . Каждый рейс состоит из примерно 15 парабол, включая моделирование уровня гравитации Луны и Марса, а также полную невесомость. ^{[ 26 ]} Этот профиль позволяет клиентам Zero-G получать невесомость с минимальным дискомфортом движения.

В 2015 году Integrated Spaceflight Services начал работать в качестве исследовательского и образовательного интегратора Национального исследовательского совета Канады на рынке США, предлагая комплексные услуги по сокращению гравитации на модифицированном самолете Falcon 20 . ^{[ 27 ]} ISS проводил ежегодные исследовательские кампании по микрогравитации, чтобы оценить космические костюмы и другие технологии с помощью Project Pusum . ^{[ 28 ]}

Aurora Aerospace в Oldsmar, штат Флорида, предлагает рейсы Zero-G, используя командир Fuji/Rockwell 700 . Он также используется для симуляции гравитации Луны и Марса. ^{[ 29 ]}

Airsickness

По словам бывшего директора программы по сниженным исследованиям гравитации Джона Яньера, тревога вносит наибольшую вклад в аэфиль пассажиров. Стресс на их тела создает ощущение паники и, следовательно, вызывает рвоту пассажира. Яниц дает приблизительную оценку пассажиров, что «одна треть [станет] насильственно больной, следующий третий умеренно болен, а последняя треть - вовсе не». Рвота называется «больной». ^{[ 10 ]}

Скополамин часто используется в качестве противорвозного, во время обучения по сниженной гравитации. ^{[ 30 ]}

Использование в производстве медиа

Фильм 1995 года «Apollo 13» снял много сцен на борту параболического самолета KC-135 НАСА.

В 2016 году Rock Group Ok Go записала музыкальное видео для своего сингла " Upnle Down & Inside Out " на самолете с уменьшенной гравитацией, который включал акробатическую хореографию, созданную специально для среды нулевой гравитации. ^{[ 31 ]}

Частная компания по производству развлечений для взрослых Private Media Group сняла порнографический фильм под названием «Эксперимент Урана»: часть вторая , где сцена общения с нулевой гравитацией была снята на борту самолета с уменьшенной гравитацией. Процесс съемок был особенно сложным с технической и материально -технической точки зрения. Бюджетные ограничения допускают только один 20-секундный выстрел, в котором участвуют актеры Сильвии Сент и Ник Лэнг. ^{[ 32 ]} Barth Milton, JR , президент и главный исполнительный директор Private Media Group, сказал в 2000 году: «Вы не захотите бояться полета, это точно!» ^{[ 33 ]}

Корпорация Zero-G была представлена в эпизоде заговора Mythbusters NASA Moon Landing, в котором она летала Адамом Сэвиджем и Джейми Химемеман на пользовательской траектории полета, чтобы повторить гравитацию Луны. Это позволило Сэвиджу повторить отснятый материал, когда Нил Армстронг, ходящий по Луне, разоружая, утверждая, что кадры были подделаны.

Смотрите также

Ссылки

^ «НАСА сократило программу исследований гравитации» . Jsc-aircraft-ops.jsc.nasa.gov. 2009-03-17. Архивировано из оригинала на 2009-08-25 . Получено 2009-09-14 .
^ "НАСА - Что такое рвотная комета?" Полем Архивировано из оригинала 5 мая 2012 года . Получено 15 мая 2012 года .
^ Хабер, Фриц; Хабер, Хайнц (1950). «Возможные методы производства без гравитационного состояния для медицинских исследований». Журнал авиационной медицины . 21 (5): 395–400. PMID 14778792 . Сводка статьи: Кэмпбелл, Марк Р. (2009). «Классика в космической медицине. Возможные методы производства без гравитационного состояния для медицинских исследований». Авиация, пространство и экологическая медицина . 80 (12): 1077. doi : 10.3357/asem.26010.2009 . PMID 20027862 .
^ Буркхард, Форд (1998-08-28). «Фриц Хабер, 86, умирает; смоделирован невесомость пространства» . Нью -Йорк Таймс .
^ «Новый канцлер пошел своим путем | Новости» . News-gazette.com. 2011-10-16 . Получено 2020-02-16 .
^ "Невесные кошки - космические кошки приземляются на ноги?" Полем YouTube. 2011-01-11 . Получено 2020-02-16 .
^ «Голуби в космосе» . YouTube. 2011-02-04 . Получено 2020-02-16 .
^ Уильям Тиррелл Томсон, Введение в космическую динамику, Дувер, 1986. С. 91
^ «C-9B траектория полета» . Jsc-aircraft-ops.jsc.nasa.gov. 2009-03-17. Архивировано из оригинала на 2009-12-13 . Получено 2009-09-14 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Голайтли, Глен (20 октября 1999 г.). «Полет в рвоте кометы имеет свои взлеты и падения» . Space.com. Архивировано из оригинала 2006-03-10.
^ «Снижение гравитации: блог о комете рвота» . Физический центр . 10 мая 2005 г. Получено 2007-11-07 .
^ "Falcon 20 - объекты - NRC -CNRC" . Архивировано из оригинала 11 июня 2011 года . Получено 26 июня 2009 года .
^ «RMR: Рик и нулевая гравитация» . YouTube. 2011-06-16 . Получено 2016-02-24 .
^ «Exa и Fae разрабатывают первую плоскость Zero-G в Латинской Америке» . Эк. 2008-04-10 . Получено 2009-09-14 .
^ «Самый молодой человек, чтобы испытать микрогравитацию» . GuinnessworldRecords.com . Получено 2009-09-14 .
^ «Air Zero-G о нас» . airzerog.com . Получено 2014-03-11 .
^ «Программа ESA A300 Zero-G» (на голландском языке). Spaceflight.esa.int. Архивировано из оригинала на 2009-08-28 . Получено 2009-09-14 .
^ «CNES: PR56-2004 - Новая параболическая кампания» . Архивировано из оригинала 27 июня 2009 года . Получено 4 октября 2008 года .
^ «Французский астронавт исполняет« Лунную прогулку »на параболическом полете - Air & Cosmos - International» . Air & Cosmos - International . Получено 2017-08-29 .
^ « Мама»: за кулисами этого трюка с Zero-G (эксклюзивным) » . Голливудский репортер . Получено 2017-08-29 .
^ «Полеты с нулевой гравитацией идут мейнстрим - технологии и наука - пространство» . NBC News . 2004-09-16. Архивировано из оригинала 29 августа 2014 года . Получено 2016-02-24 .
^ Шарма, Риту (2024-03-04). «От пилотов-истребителей до астронавтов-как самолеты IL-76 помог Индии обучить свою« Vyomnauts »для 1-й пилотируемой космической миссии» . Последние азиатские, ближневосточные, евразийские, индийские новости . Получено 2024-05-21 .
^ «Астронавты Меркурия в невесовом полете на самолетах C-131» . 2006-08-02. Архивировано с оригинала 2015-02-14 . Получено 2013-05-14 . Полем Страница размещает фотографию НАСА от 01.01.1959.
^ «История C-9B» . НАСА . Архивировано из оригинала на 2009-12-15 . Получено 2009-09-14 .
^ «Программа возможностей полета» . НАСА . Получено 2013-04-22 .
^ Бойл, Алан (2004-09-16). «Полеты нулевой гравитации идут в мейнстрим» . NBC News. Архивировано из оригинала 29 августа 2014 года . Получено 2009-09-14 .
^ «Интегрированные сервисы космического полета» . IntegratedSpaceFlight.com . Получено 2015-04-06 . ^{[ Постоянная мертвая ссылка ]}
^ «Частный SpackIt-Suit подвергается испытанию Zero-G, чтобы подготовиться к коммерческому рейсу» . 2017-11-20 . Получено 2020-08-07 .
^ «Наши учебные программы» . Aurora Aerospace . Архивировано с оригинала на 2009-01-30.
^ Фиппс, WS; Инь, Z; Bae, c; Шарп, JZ; Бишара, Ам; Нельсон, ES; Ткач, как; Браун, D; Маккей, TL; Гриффин, D; Чан, EY (2014). «Демонстрации аппаратного обеспечения среды с пониженной гравитацией прототипа миниатюрного проточного цитометра и компаньоно-микрофлюидного смешивания» . J VIS EXP (93): E51743. doi : 10.3791/51743 . PMC 4354048 . PMID 25490614 .
^ Аллейн, Ретт (12 февраля 2016 г.). «Физика эпоса новое видео Ok Go New Zero-G» . Проводной . ISSN 1059-1028 . Получено 2021-07-23 .
^ «Секс -секс -фильм Zero Gravity для награды» . Space.com . 16 мая 2000 года. Архивировано из оригинала 20 июня 2000 года . Получено 25 января 2014 года .
^ « Чтобы смело идти»: Star Trek, Sex и Space » . Space.com . 16 мая 2000 года. Архивировано из оригинала 6 июля 2008 года.

Дальнейшее чтение

Haber, Fritz и Haber, Heinz: «Возможные методы производства без гравитационного состояния для медицинских исследований», Journal of Aviation Medicine XXI (1950).
Кармали, Фейсал и Шелхамер, Марк. «Динамика параболического полета: характеристики полета и восприятия пассажиров» . Acta Astronautica (2008).
Истон, Пэм (30 октября 2004 г.). Невесомый самолет НАСА выходит на пенсию . Ассошиэйтед Пресс.
Голатли, Глен (15 мая 2000 г.). Рвота Комета находит дом . Space.com Хьюстон Бюро.
Overbye, Деннис (1 марта 2007 г.), «Стивен Хокинг планирует прелюдия к поездке его жизни», New York Times .

Внешние ссылки

[1] «НАСА сократило программу исследований гравитации» . Jsc-aircraft-ops.jsc.nasa.gov. 2009-03-17. Архивировано из оригинала на 2009-08-25 . Получено 2009-09-14 .

[2] "НАСА - Что такое рвотная комета?" Полем Архивировано из оригинала 5 мая 2012 года . Получено 15 мая 2012 года .

[3] Хабер, Фриц; Хабер, Хайнц (1950). «Возможные методы производства без гравитационного состояния для медицинских исследований». Журнал авиационной медицины . 21 (5): 395–400. PMID 14778792 . Сводка статьи: Кэмпбелл, Марк Р. (2009). «Классика в космической медицине. Возможные методы производства без гравитационного состояния для медицинских исследований». Авиация, пространство и экологическая медицина . 80 (12): 1077. doi : 10.3357/asem.26010.2009 . PMID 20027862 .

[4] Буркхард, Форд (1998-08-28). «Фриц Хабер, 86, умирает; смоделирован невесомость пространства» . Нью -Йорк Таймс .

[5] «Новый канцлер пошел своим путем | Новости» . News-gazette.com. 2011-10-16 . Получено 2020-02-16 .

[6] "Невесные кошки - космические кошки приземляются на ноги?" Полем YouTube. 2011-01-11 . Получено 2020-02-16 .

[7] «Голуби в космосе» . YouTube. 2011-02-04 . Получено 2020-02-16 .

[8] Уильям Тиррелл Томсон, Введение в космическую динамику, Дувер, 1986. С. 91

[9] «C-9B траектория полета» . Jsc-aircraft-ops.jsc.nasa.gov. 2009-03-17. Архивировано из оригинала на 2009-12-13 . Получено 2009-09-14 .

[SpaceInterviewYaniec-10] Jump up to: ^а ^{беременный} Голайтли, Глен (20 октября 1999 г.). «Полет в рвоте кометы имеет свои взлеты и падения» . Space.com. Архивировано из оригинала 2006-03-10.

[PhysicsCentral-11] «Снижение гравитации: блог о комете рвота» . Физический центр . 10 мая 2005 г. Получено 2007-11-07 .

[12] "Falcon 20 - объекты - NRC -CNRC" . Архивировано из оригинала 11 июня 2011 года . Получено 26 июня 2009 года .

[13] «RMR: Рик и нулевая гравитация» . YouTube. 2011-06-16 . Получено 2016-02-24 .

[EXA_2008-05-06-14] «Exa и Fae разрабатывают первую плоскость Zero-G в Латинской Америке» . Эк. 2008-04-10 . Получено 2009-09-14 .

[Guinness-15] «Самый молодой человек, чтобы испытать микрогравитацию» . GuinnessworldRecords.com . Получено 2009-09-14 .

[16] «Air Zero-G о нас» . airzerog.com . Получено 2014-03-11 .

[17] «Программа ESA A300 Zero-G» (на голландском языке). Spaceflight.esa.int. Архивировано из оригинала на 2009-08-28 . Получено 2009-09-14 .

[18] «CNES: PR56-2004 - Новая параболическая кампания» . Архивировано из оригинала 27 июня 2009 года . Получено 4 октября 2008 года .

[19] «Французский астронавт исполняет« Лунную прогулку »на параболическом полете - Air & Cosmos - International» . Air & Cosmos - International . Получено 2017-08-29 .

[20] « Мама»: за кулисами этого трюка с Zero-G (эксклюзивным) » . Голливудский репортер . Получено 2017-08-29 .

[21] «Полеты с нулевой гравитацией идут мейнстрим - технологии и наука - пространство» . NBC News . 2004-09-16. Архивировано из оригинала 29 августа 2014 года . Получено 2016-02-24 .

[22] Шарма, Риту (2024-03-04). «От пилотов-истребителей до астронавтов-как самолеты IL-76 помог Индии обучить свою« Vyomnauts »для 1-й пилотируемой космической миссии» . Последние азиатские, ближневосточные, евразийские, индийские новости . Получено 2024-05-21 .

[NASA_2002-23] «Астронавты Меркурия в невесовом полете на самолетах C-131» . 2006-08-02. Архивировано с оригинала 2015-02-14 . Получено 2013-05-14 . Полем Страница размещает фотографию НАСА от 01.01.1959.

[24] «История C-9B» . НАСА . Архивировано из оригинала на 2009-12-15 . Получено 2009-09-14 .

[25] «Программа возможностей полета» . НАСА . Получено 2013-04-22 .

[26] Бойл, Алан (2004-09-16). «Полеты нулевой гравитации идут в мейнстрим» . NBC News. Архивировано из оригинала 29 августа 2014 года . Получено 2009-09-14 .

[27] «Интегрированные сервисы космического полета» . IntegratedSpaceFlight.com . Получено 2015-04-06 . ^{[ Постоянная мертвая ссылка ]}

[28] «Частный SpackIt-Suit подвергается испытанию Zero-G, чтобы подготовиться к коммерческому рейсу» . 2017-11-20 . Получено 2020-08-07 .

[29] «Наши учебные программы» . Aurora Aerospace . Архивировано с оригинала на 2009-01-30.

[30] Фиппс, WS; Инь, Z; Bae, c; Шарп, JZ; Бишара, Ам; Нельсон, ES; Ткач, как; Браун, D; Маккей, TL; Гриффин, D; Чан, EY (2014). «Демонстрации аппаратного обеспечения среды с пониженной гравитацией прототипа миниатюрного проточного цитометра и компаньоно-микрофлюидного смешивания» . J VIS EXP (93): E51743. doi : 10.3791/51743 . PMC 4354048 . PMID 25490614 .

[31] Аллейн, Ретт (12 февраля 2016 г.). «Физика эпоса новое видео Ok Go New Zero-G» . Проводной . ISSN 1059-1028 . Получено 2021-07-23 .

[aw-32] «Секс -секс -фильм Zero Gravity для награды» . Space.com . 16 мая 2000 года. Архивировано из оригинала 20 июня 2000 года . Получено 25 января 2014 года .

[in-33] « Чтобы смело идти»: Star Trek, Sex и Space » . Space.com . 16 мая 2000 года. Архивировано из оригинала 6 июля 2008 года.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]