Самолет с пониженной гравитацией — это тип самолета с неподвижным крылом , который обеспечивает кратковременное нахождение в условиях, близких к невесомости, для обучения астронавтов , проведения исследований и создания фильмов в условиях невесомости.
Версии таких самолетов эксплуатировались в рамках Программы исследований пониженной гравитации НАСА [1] , а одна в настоящее время эксплуатируется в рамках Программ пилотируемых космических полетов и роботизированных исследовательских программ Европейского космического агентства. Неофициальное прозвище « рвотная комета » стало популярным среди тех, кто испытал их эксплуатацию. [2]
Параболический полет как способ имитации 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 «Скрепка» . [4] Кроме того, Ши-Чун Ван изучал тошноту у астронавтов для НАСА , что помогло привести к созданию рвотной кометы. [5]
Параболические полеты иногда используются для изучения влияния невесомости на живой организм. Хотя люди являются наиболее распространенными пассажирами, нечеловеческие животные иногда были вовлечены в эксперименты, включая примечательный эксперимент по влиянию невесомости на рефлекс выпрямления домашней кошки [ 6] и попытки голубя ориентироваться в состоянии невесомости. [7]
Самолет дает своим пассажирам ощущение невесомости, следуя по параболической траектории полета, которая является траекторией, по которой естественным образом движутся объекты в свободном падении . [8] Самолет используется таким образом, чтобы продемонстрировать астронавтам, каково это — вращаться вокруг Земли. В это время самолету не нужно прилагать никакой силы реакции земли к своему содержимому, чтобы удерживать его неподвижным относительно самолета, вызывая ощущение невесомости.
Первоначально самолет поднимается с углом тангажа 45 градусов, используя тягу двигателя и управление рулем высоты. Ощущение невесомости достигается путем уменьшения тяги и опускания носа для поддержания нейтральной или «нулевой подъемной силы» конфигурации, так что самолет следует по тому же пути, по которому будет следовать объект в свободном падении без сопротивления воздуха. Тяга двигателя используется для точной компенсации сопротивления. Невесомость начинается во время подъема и длится на всем пути «вверх и через горб», пока самолет не достигнет угла тангажа вниз около 30 градусов. В этот момент судно направлено вниз на высокой скорости и должно начать возвращаться в положение носом вверх, чтобы повторить маневр. Затем силы примерно вдвое превышают силу тяжести на пути вниз, внизу и снова вверх. Это продолжается до тех пор, пока самолет снова не окажется на полпути вверх по своей восходящей траектории, и пилот снова уменьшает тягу и опускает нос. [9]
Этот самолет используется для обучения астронавтов маневрам в невесомости, давая им около 25 секунд невесомости из 65 секунд полета по каждой параболе . Во время таких тренировок самолет обычно выполняет около 40–60 параболических маневров. Примерно у двух третей пассажиров эти полеты вызывают тошноту из-за укачивания , [10] [11] дав самолету прозвище «рвотная комета».
Канадское космическое агентство и Национальный исследовательский совет используют Falcon 20 для исследований в области микрогравитации. [12] Обычно этот небольшой самолет не используется для того, чтобы люди могли свободно парить и испытывать невесомость; однако комик Рик Мерсер сделал это в одном из эпизодов своего шоу . [13]
Первым самолетом с нулевой гравитацией, введенным в эксплуатацию в Латинской Америке, стал T-39 Sabreliner, получивший прозвище CONDOR , который эксплуатируется Эквадорским гражданским космическим агентством и ВВС Эквадора с мая 2008 года. [14] 19 июня 2008 года на борту этого самолета находился семилетний мальчик, что стало рекордом Гиннесса как самый молодой человек, совершивший полет в условиях микрогравитации. [15]
С 1984 года ЕКА и CNES выполняли миссии с пониженной гравитацией на различных самолетах, включая KC-135 NASA, Caravelle , Ил-76MDK и Airbus A300 , известный как Zero-G . В 2014 году A300 был снят с эксплуатации в пользу более современного Airbus A310 , также названного Zero-G . [16] Он базируется в аэропорту Бордо-Мериньяк во Франции , эксплуатируется компанией Novespace, а также выполнял полеты из аэропорта Париж-Ле-Бурже и авиабазы Дюбендорф в Швейцарии. [17] С 1997 года дочерняя компания CNES Novespace занимается управлением этими полетами. [18]
Этот самолет A310 Zero G также используется для выполнения коммерческих рейсов для пассажиров общественного транспорта в партнерстве между оператором Novespace и компанией Avico под брендом Air Zero G. [19] Самолет также использовался в кинематографических целях: Том Круз и Аннабель Уоллис снимались в фильме «Мумия» в 2017 году. [20]
В России коммерческие рейсы выполняются на самолете Ил-76МДК ; несколько американских компаний бронируют рейсы на этих самолетах. [21]
Военно -воздушные силы Индии также использовали их для подготовки первой группы индийских астронавтов для проекта «Гаганьян» ИСРО . [ 22]
НАСА много лет совершало полеты в условиях невесомости на различных самолетах. В 1959 году астронавты проекта «Меркурий» тренировались на самолете C-131 Samaritan, который называли «рвотной кометой». [23]
Два самолета KC-135 Stratotanker использовались до декабря 2004 года, а затем были сняты с вооружения. Один из них, KC-135A, зарегистрированный как N930NA (также известный как NASA 930, ранее серийный номер ВВС США 59-1481), совершил более 58 000 парабол после того, как NASA приобрело его в 1973 году, прежде чем был снят с вооружения в 1995 году. Сейчас он выставлен на обозрение в Эллингтон-Филд , недалеко от Космического центра Джонсона . Другой (N931NA или NASA 931, ранее серийный номер ВВС 63-7998) также использовался компаниями Universal Pictures и Imagine Entertainment для съемок сцен, связанных с невесомостью, в фильме «Аполлон-13» ; свой последний полет он совершил 29 октября 2004 года и постоянно хранится в Музее авиации и космонавтики Пима в Тусоне, штат Аризона.
В 2005 году НАСА заменило эти самолеты на McDonnell Douglas C-9B Skytrain II (N932NA), ранее принадлежавший KLM Royal Dutch Airlines и ВМС США . [24]
NASA завершило программу исследований пониженной гравитации и прекратило операции в июле 2014 года из-за технических проблем с самолетом. Она заменена контрактами частных компаний.
По состоянию на 2015 год [обновлять]у НАСА был контракт на предоставление услуг в условиях микрогравитации с корпорацией Zero Gravity Corporation (ZERO-G) и использовался ее самолет G-FORCE ONE, модифицированный Boeing 727-200 . [25]
В конце 2004 года Zero Gravity Corporation стала первой компанией в США, которая предложила полеты в условиях невесомости для широкой публики, используя самолеты Boeing 727. Каждый полет состоит из примерно 15 парабол, включая имитацию уровней гравитации Луны и Марса, а также полной невесомости. [26] 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. [27] МКС ежегодно проводила исследовательские кампании в условиях микрогравитации для оценки скафандров и других технологий в рамках проекта PoSSUM. [28]
Aurora Aerospace в Олдсмаре, Флорида, предлагает полеты в условиях невесомости с использованием Fuji/Rockwell Commander 700. Он также используется для имитации гравитации Луны и Марса. [29]
По словам бывшего директора Программы исследований пониженной гравитации Джона Яниеца, беспокойство является основной причиной укачивания пассажиров. Стресс, испытываемый их телами, создает чувство паники и, следовательно, вызывает у пассажира рвоту. Яниец дает грубую оценку пассажиров: «одна треть [становится] сильно больной, следующая треть умеренно больной, а последняя треть вообще не чувствует себя плохо». Рвота упоминается как «болезнь». [10]
Скополамин часто используется в качестве противорвотного средства во время тренировок по полетам в условиях пониженной гравитации. [30]
В фильме 1995 года «Аполлон-13» многие сцены сняты на борту параболического самолета НАСА KC-135.
В 2016 году рок-группа OK Go записала музыкальный клип на свой сингл « Upside Down & Inside Out » на самолете с пониженной гравитацией, в котором использовалась акробатическая хореография, созданная специально для условий невесомости. [31]
Компания Private Media Group , занимающаяся производством развлечений для взрослых , сняла порнографический фильм под названием «Эксперимент на Уране: Часть 2» , в котором сцена полового акта в невесомости снималась на борту самолета с пониженной гравитацией. Съемочный процесс был особенно сложным с технической и логистической точек зрения. Ограничения бюджета позволили снять только один 20-секундный кадр с участием актеров Сильвии Сэйнт и Ника Лэнга. [32] Берт Милтон-младший , президент и генеральный директор Private Media Group, сказал в 2000 году: «Вы бы точно не боялись летать!» [33]
Корпорация ZERO-G была представлена в эпизоде MythBusters NASA Moon Landing Conspiracy, в котором она отправила Адама Сэвиджа и Джейми Хайнемана по специальному маршруту полета, чтобы воспроизвести гравитацию Луны. Это позволило Сэвиджу воспроизвести кадры Нила Армстронга, идущего по Луне, тем самым развенчав утверждения о том, что кадры были поддельными.
