L'addestramento per diventare un astronauta richiede che un candidato sopporti test fisicamente impegnativi e stressanti:varie macchine e simulatori misurano la risposta di ciascun tirocinante ai rigori dei viaggi nello spazio. Oggi, un'industria completamente indipendente utilizza molti di questi simulatori e altri dispositivi per uno scopo diverso:l'intrattenimento.
Foto per gentile concessione di Zero Gravity Corporation
Giocare a palla con un altro passeggero in un ambiente a bassa gravità
Pochi di questi simulatori si rivolgono al grande pubblico più del volo a gravità zero. Quasi tutti sognano di fluttuare senza sforzo come gli astronauti nello spazio. Attualmente, La NASA utilizza un modificato C-9 aereo per creare simulazioni di un ambiente senza peso, sia per scopi di addestramento che per condurre esperimenti in assenza di gravità (senza gli enormi costi dei viaggi nello spazio). Fino a poco tempo fa, solo pochi eletti hanno avuto il privilegio di vivere questi voli. Oggi, una società chiamata Zero Gravity Corporation (ZERO-G) offre questa esperienza al grande pubblico.
In questo articolo, impareremo la gravità, caduta libera e com'è salire a bordo della cosiddetta "cometa vomito". Inizieremo con com'è sperimentare l'assenza di gravità.
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Quindi, esattamente come possiamo simulare l'assenza di gravità senza sfuggire all'attrazione gravitazionale della Terra? La risposta più semplice è che osserviamo un oggetto in caduta libera . La caduta libera è quando un oggetto cade esclusivamente sotto l'influenza della gravità. Per colpa di resistenza dell'aria , un oggetto non può essere veramente in caduta libera senza essere in a vuoto .
Foto per gentile concessione di Zero Gravity CorporationZero Gravity Corporation
Percorso di volo parabolico
Affinché i passeggeri di un aereo possano sperimentare una caduta libera in sicurezza, l'aereo deve salire con un angolo ripido, livellare, e poi tuffati, creando un percorso chiamato a arco parabolico , chiamato anche a Traiettoria kepleriana o sentiero in caduta libera . In un vero arco parabolico, l'unica forza di accelerazione è la gravità che tira in direzione verticale -- orizzontale velocità rimane costante. A causa della resistenza dell'aria, gli oggetti nell'atmosfera terrestre viaggiano solo in archi che si avvicinano a una vera parabola.
Tipicamente, l'aereo di ZERO-G, chiamato G-FORCE-ONE, vola tra i 24, 000 e 32, 000 piedi di altitudine. Questo dà al pilota abbastanza spazio per manovrare l'aereo in sicurezza lungo la sua traiettoria di volo. La discesa dell'aereo deve iniziare ad un'altitudine elevata per fornire una distanza sufficiente per consentire al pilota di ritirarsi in sicurezza da un'immersione. Mentre l'aereo sale al culmine del suo arco, il pilota lo orienta con un angolo di 45 gradi. Durante la salita, l'accelerazione dell'aereo e la forza di gravità creano una trazione 1,8 volte la forza di gravità da sola:i passeggeri pesano temporaneamente quasi il doppio del normale.
Foto per gentile concessione di Zero Gravity Corporation
Un passeggero a bordo della G-FORCE-ONE
Il pilota tira fuori l'aereo dall'immersione in modo che il tuffo tra un arco e il successivo sia di circa 24, 000 piedi di altitudine. Quando l'aereo esce dall'immersione e inizia a salire di nuovo, i passeggeri sperimentano nuovamente la forza di 1,8 volte quella della gravità. Il tipico volo ZERO-G include 15 di questi archi parabolici, mentre i voli della NASA possono includere fino a 100.
Nella sezione successiva, scopriremo come i passeggeri si preparano alla gravità zero e al mal d'auto.
Il più grande LMT sulla Terra è il Large Zenith Telescope nella British Columbia. Il suo specchio liquido rotante è largo quasi 6 metri e pesa tre tonnellate, rendendolo il terzo telescopio più grande del Nord America. Il piatto che contiene il mercurio è fabbricato da segmenti esagonali incollati insieme per formare un guscio. Ogni pezzo ha un'anima in schiuma ad alta densità rivestita in fibra di vetro. Per dare al guscio una forma concava, viene riscaldato in un grande forno. Una parete sul bordo dello specchio impedisce la fuoriuscita di mercurio.
Il più grande vantaggio di un LMT è il suo costo relativamente basso. I telescopi liquidi costano molto meno da costruire rispetto agli specchi in alluminio lucidato di dimensioni simili. Per esempio, il Large Zenith Telescope aveva un prezzo di 1 milione di dollari. Un telescopio a specchio di vetro comparabile costerebbe 100 volte tanto da costruire. E gli LMT costano meno da mantenere, principalmente perché lo specchio liquido non ha bisogno di essere pulito, rettificato o alluminato.
Certo, ci sono alcuni inconvenienti. Il mercurio è estremamente tossico, quindi lavorare con esso comporta alcuni rischi per la salute a lungo termine. Non solo quello, il piatto che contiene il mercurio può essere inclinato solo fino a un certo punto prima che il liquido fuoriesca. Ciò limita la visualizzazione di un LMT, che può solo guardare verso l'alto.
A sostenere il piatto c'è un traliccio in acciaio e 19 cuscinetti regolabili. il traliccio, a sua volta, è supportato da un cuscinetto ad aria in acciaio inossidabile progettato proprio per il Large Zenith Telescope. Un cuscinetto ad aria è un tipo speciale di cuscinetto che utilizza un sottile film di aria pressurizzata per agire come lubrificante attorno all'albero che fa girare lo specchio. I normali cuscinetti che utilizzano oli lubrificanti sono meno efficaci perché producono vibrazioni e rotazioni instabili che degradano la qualità dell'immagine. Come soluzione ad attrito zero, un cuscinetto ad aria elimina questi problemi, portando ad una perfetta scorrevolezza, rotazione senza vibrazioni. Un motore CC senza spazzole incorporato fa girare il mandrino del cuscinetto ad aria e può ruotare un carico fino a 10 tonnellate a circa 10 giri al minuto.
Foto per gentile concessione di Professional Instrument Company
Il mandrino del cuscinetto d'aria nella parte inferiore di un telescopio a specchio liquido
L'unico problema con il Large Zenith Telescope - un problema che condivide con tutti i telescopi terrestri - è la sua posizione. Anche a quota 1, 295 piedi, la sua vista del cielo è ancora schermata dall'atmosfera. Se uno specchio del telescopio a specchio liquido potesse essere posizionato sulla luna, dove non c'è atmosfera per bloccare l'ultravioletto, infrarossi e altre forme di energia, potrebbe fornire risultati ancora più spettacolari. Ma, come vedremo nella prossima sezione, costruire un LMT sulla luna presenta le sue sfide.
Se vuoi provare un volo a gravità zero, puoi prenotare un viaggio su G-FORCE-ONE - un Boeing 727-200 modificato - attraverso il sito Web ZERO-G o presso il tuo negozio Sharper Image locale per $ 3, 500. Il pacchetto include il tuo volo, merce unica e una celebrazione post-volo (o, a seconda del tuo punto di vista, una scia per la tua temporanea drammatica perdita di peso). I passeggeri devono avere almeno 15 anni se non accompagnati, o 12 se voli con un genitore o tutore.
ZERO-G ha uno stigma da scrollarsi di dosso:quello del Vomito Cometa , il nome che i passeggeri hanno dato ai programmi di volo a gravità zero della NASA. Molte persone che hanno fatto un viaggio sui voli a gravità zero della NASA hanno sperimentato una grave cinetosi. L'attenzione di ZERO-G è più sull'intrattenimento che sulla ricerca, e quindi si sforzano di ridurre il disagio dei passeggeri.
Secondo la società, la maggior parte delle persone inizia a soffrire di cinetosi dopo che l'aereo ha percorso 25 o più archi parabolici:la società limita G-FORCE-ONE a 15 archi per viaggio [Fonte:Zero Gravity Corporation]. L'azienda fornisce anche Dramamine per i passeggeri inclini alla cinetosi.
Il giorno del tuo volo, viaggerai verso il luogo appropriato, normalmente l'aeroporto internazionale McCarren di Las Vegas o il Kennedy Space Center in Florida. Una volta arrivato in aeroporto, dovrai effettuare il check-in presso il centro di volo dove riceverai la tua tuta di volo.
Foto per gentile concessione della NASA
KC-135A della NASA in un
Ascesa di 45 gradi.
Nella sezione successiva, scopriremo com'è fare una capriola a gravità zero.
Al termine della sessione di domande e risposte, è ora di salire sull'aereo. I passeggeri siedono nella parte posteriore dell'aereo, che sembra un normale 727, a parte la mancanza di finestre. Ti allaccerai la cintura di sicurezza, e il pilota rullerà l'aereo sulla pista e decollerà come qualsiasi altro volo. Una volta raggiunta la quota di crociera, è ora di slacciare la cintura di sicurezza e passare all'area giochi dell'aereo, dove ti sdrai mentre ti prepari per la prima ripida salita, durante il quale le forze g aumentano.
Foto per gentile concessione di Zero Gravity Corporation
Ogni volo include 15 parabole
-- un totale da sette a otto
minuti di gravità ridotta.
Ogni volo include 15 parabole, il che significa che sperimenterai da sette a otto minuti di gravità ridotta. Una volta che l'aereo ha completato l'arco parabolico finale, tornerai nell'area di seduta e ti allacci per l'atterraggio. Al tuo ritorno in aeroporto, lascerai l'aereo per andare a una festa dopo il volo, completo di champagne e souvenir in omaggio.
La gravità terrestre è circa tre volte più forte di quella di Marte e circa sei volte più forte della gravità lunare.
Regolando la curva della traiettoria di volo, l'aereo può simulare la gravità di Marte o della luna. La forma della parabola è allungata e non così ripida come il percorso in caduta libera. La forza centrifuga risultante è più debole e compensa solo parzialmente la forza di gravità.
I dottori Peter Diamandis e Byron Lichtenberg hanno fondato ZERO-G nel 1993 con l'intenzione di creare un'azienda di intrattenimento spaziale e turismo. La NASA era solita condurre voli a gravità zero usando a Boeing KC-135A Stratotanker , originariamente progettato come veicolo per il rifornimento di carburante in volo. Diamandis e Lichtenberg avevano bisogno di un aereo che rispettasse le normative FAA (Federal Aviation Administration) (la NASA è esente dalla certificazione FAA, ma i viaggi commerciali non lo sono), tuttavia potrebbe resistere alle sollecitazioni coinvolte nella simulazione dell'assenza di gravità. L'aereo doveva anche essere meno costoso da acquistare e mantenere rispetto al KC-135A. Hanno concentrato la loro attenzione sul Boeing 727-200 .
Foto per gentile concessione di Zero Gravity Corporation
I passeggeri possono mangiare caramelle in un ambiente senza peso e
Non ingrassare... almeno finché non atterrano.
Nel 2004, la FAA ha concesso a ZERO-G il permesso di effettuare voli su un 727-200 utilizzando percorsi parabolici. La compagnia sorvola aree disabitate che sono fuori dalla maggior parte delle rotte commerciali. Ogni volo si svolge all'interno di un corridoio designato dalla FAA di circa 100 miglia di lunghezza e 10 miglia di larghezza.
Foto per gentile concessione di Zero Gravity Corporation
Boeing 727-200 di ZERO-G, G-FORCE-ONE
Gli ingegneri hanno anche progettato uno speciale accelerometro per la cabina di pilotaggio. L'accelerometro misura la velocità e la traiettoria dell'aereo attraverso un arco parabolico. A causa dell'attenzione di ZERO-G nel fornire intrattenimento ai clienti, la compagnia riteneva che il comfort dei clienti fosse una preoccupazione importante (la NASA si affida ai suoi piloti per seguire da soli la traiettoria parabolica ed è meno preoccupata per la fluidità del volo). I piloti possono ricevere dati sulla loro traiettoria di volo, apportare piccole modifiche quando necessario per garantire che ogni arco sia il più regolare possibile.
Boeing ha progettato il 727 per resistere a forze da -0,1 G a 2,5 G. Le sollecitazioni da carico g durante il volo parabolico su G-FORCE-ONE vanno da 0 G a 1,8 G, ben all'interno della gamma di sicurezza. ZERO-G ispeziona regolarmente l'aeromobile per rilevare segni di affaticamento dell'attrezzatura e necessità di manutenzione.
Grazie al Dr. Peter Diamandis della Zero Gravity Corporation per il suo contributo a questo articolo.
La sede della società è a Las Vegas, Nev. La maggior parte dei voli proviene da Las Vegas o dal Kennedy Space Center in Florida, ma poiché molti aeroporti possono ospitare un 727, la compagnia invita i clienti a voli charter basati sul loro aeroporto principale più vicino, rendendo molto più facile realizzare il sogno di una vita di sfidare la gravità.
Per saperne di più sui voli a gravità zero, controlla i link nella pagina successiva.
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