Tavaly novemberben alkalmam volt megtenni a második nulla gravitációs repülést a NASA-val. E tapasztalat után sokan megkérdezték tőlem, miből állnak ezek a repülések, hogyan lehet elérni a súlytalanságot bennük, vagy ha az átélt súlytalanság ugyanolyan típusú, mint amelyet az űrhajósok tapasztalnak az űrben. Mindezt megpróbálom elmagyarázni ebben a bejegyzésben.

A Johnson Űrközpontnak van egy mikrogravitációs egyeteme, amelyben együttműködök. Ezen az egyetemen keresztül az ország különböző egyetemi hallgatóknak lehetőségük nyílik olyan kísérletek lebonyolítására, amelyeket kifejezetten arra terveztek, hogy súlytalan körülmények között végezzenek velük kutatásokat a NASA csökkentett gravitációs kutatási programjának keretében, amelynek operatív bázisa az Ellington Field repülőtéren található közös polgári és katonai felhasználású repülőtér Houston délkeleti részén, az Űrközponttól körülbelül három mérföldre. Az e program szerinti nulla gravitációs repüléseket jelenleg egy speciálisan adaptált Boeing 727-200 repülőgép fedélzetén hajtják végre. Tavaly novemberben alkalmam volt részt venni a második nulla gravitációs repülésemen, amelynek eredményeként sokan sok kérdést tettek fel nekem a súlytalansággal és a repüléssel kapcsolatban: Hogyan lehet elérni a súlytalanságot egy repülőgépen? Milyen magasan repül a repülőgép ? Ugyanazt a súlytalanságot éli meg az asztronauták? Megpróbálok válaszolni minderre ebben a bejegyzésben, de ehhez azt gondolom, hogy először egy kicsit beszélnie kell a gravitációról.

Ennek megértésének egyik kulcsa abban rejlik, hogy először tisztázzuk, hogy a „súlytalanság” vagy a „nulla gravitáció” kifejezések, amelyeket ebben az összefüggésben beszélünk, valóban helytelenek. Mindkét kifejezés arra a feltételre utal, amelyben a gravitáció gyorsulása nulla (0g); vagyis amelyekben a vonzó erő nem létezik, és amelyekben ezért súlyunk nulla lenne. A gravitációt azonban nem lehet „kikapcsolni”, és a Föld gravitációjának nagyon kicsi értékeinek megtapasztalásához több millió km-t kell megtenni a Földtől. Valójában a gravitáció abszolút hiánya csak végtelen távolságban fordul elő az őt létrehozó testtől. Valójában, amikor az űrhajó fedélzetén vagy a nulla gravitációs repülés fedélzetén lévő „súlytalanságról” beszélünk, akkor azt kell mondani, hogysúlytalansággal egyenértékű hatás„Vagy„ a súly hiányával egyenértékű hatás ”. Ez a „gravitáció hiányával egyenértékű hatás” és nem a „gravitáció hiánya” valósul meg az ISS-en és az úgynevezett nulla gravitációs repüléseknél egy repülőgép fedélzetén. De hogyan hozhat létre súlytalansággal egyenértékű hatást?

hogyan

1. A felvonó állandó sebességgel emelkedik vagy ereszkedik, ahogy bármely lift, és a (B) lift szabad repüléssel (vagy szabad eséssel). A esetben az egyénre ható erők kettő: a gravitáció és a talaj által kínált ellenállás. A B esetben az egyénre csak a gravitáció hat, így elmondható, hogy az egyén szabad esésben van. (Jelenleg a megértés megkönnyítése érdekében kihagyom a levegővel való kis súrlódási erőt, amikor a B lift leesik.) Forrás: ESA.

2. Isaac Newton kitalálta ezt a példát, amellyel szemléltetheti, hogy a pálya valójában egy örökös szabadesés útja. Ebben a példában egy ágyú a hegy tetején, a légkör felett növekvő sebességgel lő egy labdát. Amint a labda elhagyja a hordót, szabad repülési pályára kerül, mivel mozgását csak a gravitációs erő befolyásolja. A növekvő sebességgel leadott golyók a Föld felszínének egy távolabbi pontjára esnek, olyan sebességgel, amelytől a golyó nem áll le. Ezzel a sebességgel állítólag a labda pályára került. Forrás: Principia Mathematica, VII, III. Könyv, p. 551 (1687).

3. A NASA C-9 típusú repülőgépei emelkedés és süllyedés alatt, gravitációs repülés közben, az ilyen típusú repülőgépek útvonalprofilja mellett. A súlytalanságnak megfelelő állapot a pálya felső részén érhető el, ahol a repülőgépet szabad repülési útvonalra hagyják. Forrás: NASA.

Összefoglalva, mind az ISS, mind a nulla gravitációs repülőgépek szabadrepülési utakat repülnek, hogy ugyanazt a hatást érjék el, amely egyenértékű a gravitáció hiányával (és nem a gravitáció hiányával). Az ISS ezt az orbitális ösvényen keresztül teszi meg az űrben, amely a súlytalansággal egyenértékű állapot nagyon hosszú idejét teszi lehetővé, és a repülőgép ezt a légkörben lévő parabolikus utakon teszi meg, amely a súlytalansággal egyenértékű állapot nagyon rövid idejét teszi lehetővé; A fizikai alap és az elért hatás azonban mindkét esetben azonos természetűek.

4. A második nulla gravitációs repülésem során a NASA-val. A 30 példázat közül néhányat arra használnak, hogy megtanulják alkalmazkodni a „súlytalansághoz”, és mellesleg élvezzék az élményt. Forrás: NASA.