У листопаді минулого року я мав можливість здійснити другий політ з нульовою гравітацією в NASA. Після цього досвіду багато людей запитували мене, з чого складаються ці польоти, як можна досягти в них невагомості або якщо невагомість зазнає того самого типу, що і астронавти в космосі. Я намагаюся пояснити все це в цьому дописі.

У Космічному центрі Джонсона є Університет мікрогравітації, в якому я співпрацюю. Завдяки цьому університету різні команди студентів університетів у країні мають можливість проводити експерименти, спеціально розроблені для проведення досліджень з ними в невагомому середовищі в рамках Програми досліджень зниженої гравітації NASA, оперативна база якої знаходиться в аеропорту Еллінгтон-Філд, спільний аеропорт цивільного та військового призначення, розташований на південному сході Х'юстона і приблизно за три милі від Космічного центру. В даний час польоти з нульовою гравітацією за цією програмою виконуються на борту спеціально пристосованого літака Boeing 727-200. У листопаді минулого року я мав можливість взяти участь у другому польоті з нульовою гравітацією, в результаті якого багато людей задавали мені багато питань, пов'язаних з невагомістю та польотом: Як можна досягти невагомості в літаку? Наскільки високо літає літак ? Це та сама невагомість, яку відчувають космонавти? Я спробую відповісти на все це в цьому дописі, але для цього я думаю, що спочатку потрібно трохи поговорити про гравітацію.

Один із ключів до розуміння цього полягає у першому поясненні того, що терміни „невагомість”, або „нульова сила тяжіння”, які ми використовуємо, говорячи в цьому контексті, насправді є неправильними. Обидва терміни стосуються стану, при якому прискорення сили тяжіння дорівнює нулю (0g); тобто в якій сила притягання не існує і в якій, отже, наша вага була б нульовою. Однак гравітацію не можна "вимкнути", і вам доведеться пройти мільйони км від Землі, щоб відчути дуже малі значення сили тяжіння Землі. Насправді абсолютна відсутність сили тяжіння виникає лише на нескінченній відстані від тіла, яке її створює. Насправді, коли ми говоримо про "невагомість" на борту космічного корабля або на борту польоту з нульовою гравітацією, слід сказати, що те, що дається, є скоріше "ефект, еквівалентний невагомості'Або' ефект, еквівалентний відсутності ваги '. Саме цей «ефект, еквівалентний відсутності сили тяжіння», а не «відсутність сили тяжіння», насправді досягається на МКС і в так званих польотах з нульовою гравітацією на борту літака. Але як створити ефект, еквівалентний невагомості?

гравітацією

1. Ліфт Підйом або спуск з постійною швидкістю, як це робить будь-який ліфт, і ліфт (B) у вільному польоті (або вільному падінні). У випадку А сили, що діють на людину, дві: сила тяжіння та сила опору, яку пропонує земля. У випадку В єдиною силою, що діє на людину, є сила тяжіння, тому можна сказати, що людина перебуває у вільному падінні. (На даний момент для зручності розуміння я опускаю малу силу тертя з повітрям, коли ліфт В падає). Джерело: ESA.

2. Ісаак Ньютон розробив цей приклад, за допомогою якого ви можете уявити, як орбіта насправді є вічним шляхом вільного падіння. У цьому прикладі гармата на вершині гори, над атмосферою, стріляє м’ячем зі зростаючою швидкістю. Після того, як куля покине стовбур, він буде знаходитись у вільній траєкторії польоту, оскільки на його рух впливатиме лише сила тяжіння. Кулі, стріляні зі зростаючою швидкістю, падають у віддалену точку поверхні Землі, маючи швидкість, з якої куля не припиняє падати. З такою швидкістю кажуть, що куля вийшла на орбіту. Джерело: Principia Mathematica, VII, книга III, с. 551 (1687).

3. Літак NASA C-9 під час підйому та спуску в польоті з нульовою гравітацією, поруч із профілем шляху для цього типу літальних апаратів. Умова, еквівалентна невагомості, досягається у верхній частині траєкторії, де літак залишається вільним шляхом польоту. Джерело: NASA.

На закінчення, і МКС, і літаки з нульовою гравітацією пролітають вільні траєкторії польоту, виробляючи той самий ефект, еквівалентний відсутності сили тяжіння (і не створюючи відсутності сили тяжіння). МКС робить це через орбітальну траєкторію в просторі, яка дозволяє дуже довгі часи стану, еквівалентні невагомості, а літальний апарат робить це через параболічні шляхи в атмосфері, що дозволяють дуже короткі часи стану, еквівалентні невагомості; Однак фізична основа в обох випадках і отриманий ефект мають однакову природу.

4. Під час мого другого польоту з нульовою гравітацією з NASA. З 30 притч деякі використовуються для того, щоб навчитися пристосовуватися до «невагомості» і, до речі, насолоджуватися досвідом. Джерело: NASA.