طائرات ذات جاذبية منخفضة

الطائرة ذات الجاذبية المنخفضة هي نوع من الطائرات ذات الأجنحة الثابتة التي توفر بيئة شبه خالية من الوزن لتدريب رواد الفضاء وإجراء الأبحاث وتصوير أفلام خالية من الجاذبية.

تم تشغيل إصدارات من هذه الطائرات بواسطة برنامج أبحاث الجاذبية المنخفضة التابع لوكالة ناسا ، ^[1] ويتم تشغيل واحدة منها حاليًا بواسطة برامج رحلات الفضاء البشرية والاستكشاف الآلي التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية. أصبح اللقب غير الرسمي " مذنب القيء " شائعًا بين أولئك الذين جربوا تشغيلها. ^[2]

تم اقتراح الطيران المكافئ كطريقة لمحاكاة انعدام الوزن لأول مرة من قبل مهندس الفضاء الألماني فريتز هابر وشقيقه الفيزيائي هاينز هابر في عام 1950. ^[3] تم إحضار كلاهما إلى الولايات المتحدة بعد الحرب العالمية الثانية كجزء من عملية مشبك الورق . ^[4] كما درس شي تشون وانج الغثيان لدى رواد الفضاء لصالح وكالة ناسا ، مما ساعد في إنشاء مذنب القيء. ^[5]

تُستخدم الرحلات المكافئة أحيانًا لفحص تأثيرات انعدام الوزن على الكائنات الحية. وفي حين أن البشر هم الركاب الأكثر شيوعًا، فقد شاركت الحيوانات غير البشرية أحيانًا في التجارب، بما في ذلك تجربة بارزة حول كيفية تأثير انعدام الوزن على رد فعل تصحيح قطة منزلية ^[6] ومحاولات حمامة للتنقل في حالة انعدام الوزن. ^[7]

تمنح الطائرة ركابها إحساسًا بانعدام الوزن باتباع مسار طيران مكافئ ، وهو المسار الذي تتبعه الأجسام بشكل طبيعي أثناء السقوط الحر . ^[8] تُستخدم الطائرة بهذه الطريقة لإظهار لرواد الفضاء كيف يكون الدوران حول الأرض. خلال هذا الوقت، لا تحتاج الطائرة إلى ممارسة أي قوة رد فعل أرضية على محتوياتها لإبقائها ثابتة بالنسبة للطائرة، مما يتسبب في الشعور بانعدام الوزن.

في البداية، تصعد الطائرة بزاوية ميل 45 درجة باستخدام دفع المحرك وضوابط المصعد. يتم تحقيق الإحساس بانعدام الوزن عن طريق تقليل الدفع وخفض الأنف للحفاظ على تكوين محايد أو "صفر رفع"، بحيث تتبع الطائرة نفس المسار الذي يتبعه جسم في السقوط الحر، بدون مقاومة الهواء. يتم استخدام دفع المحرك للتعويض بدقة عن السحب. يبدأ انعدام الوزن أثناء الصعود ويستمر طوال الطريق "صعودًا وهبوطًا فوق الحدبة"، حتى تصل الطائرة إلى زاوية ميل لأسفل تبلغ حوالي 30 درجة. في هذه المرحلة، تشير الطائرة إلى الأسفل بسرعة عالية ويجب أن تبدأ في السحب للخلف إلى وضع الأنف لأعلى لتكرار المناورة. ثم تكون القوى ضعف قوة الجاذبية تقريبًا في الطريق إلى الأسفل، وفي الأسفل، ثم لأعلى مرة أخرى. يستمر هذا طوال الطريق حتى تصل الطائرة مرة أخرى إلى منتصف مسارها الصاعد، ويقلل الطيار مرة أخرى من الدفع ويخفض الأنف. ^[9]

تُستخدم هذه الطائرة لتدريب رواد الفضاء على مناورات انعدام الجاذبية، مما يمنحهم حوالي 25 ثانية من انعدام الوزن من أصل 65 ثانية من الطيران في كل قطع مكافئ . أثناء هذا التدريب، تطير الطائرة عادةً حوالي 40-60 مناورة قطع مكافئ. في حوالي ثلثي الركاب، تسبب هذه الرحلات الغثيان بسبب دوار الجو ، ^{[10] [11]} مما يمنح الطائرة لقب "مذنب القيء".

تستخدم وكالة الفضاء الكندية والمجلس الوطني للبحوث صاروخ فالكون 20 في أبحاث انعدام الجاذبية. ^[12] لا تُستخدم الطائرة الصغيرة عادةً ليتمكن الناس من الطيران بحرية وتجربة انعدام الوزن؛ ومع ذلك، فعل الممثل الكوميدي ريك ميرسر ذلك في جزء من برنامجه . [ ^13]

أول طائرة ذات جاذبية صفرية تدخل الخدمة في أمريكا اللاتينية هي طائرة T-39 Sabreliner الملقبة بـ CONDOR ، والتي تعمل لصالح وكالة الفضاء المدنية الإكوادورية والقوات الجوية الإكوادورية منذ مايو 2008. ^[14] في 19 يونيو 2008، حملت هذه الطائرة صبيًا يبلغ من العمر سبع سنوات، مسجلة بذلك الرقم القياسي العالمي لموسوعة غينيس لأصغر شخص يطير في حالة انعدام الجاذبية. ^[15]

منذ عام 1984، قامت وكالة الفضاء الأوروبية والمركز الوطني للدراسات الفضائية بتنفيذ مهمات ذات جاذبية منخفضة في مجموعة متنوعة من الطائرات، بما في ذلك KC-135 التابعة لوكالة ناسا، وطائرة كارافيل ، وطائرة إليوشن Il-76MDK ، وطائرة إيرباص A300 المعروفة باسم Zero-G . في عام 2014، تم التخلص التدريجي من A300 لصالح طائرة إيرباص A310 الأكثر حداثة ، والتي تسمى أيضًا Zero-G . ^[16] يقع مقرها في مطار بوردو ميرينياك في فرنسا ، وتديرها شركة نوفيسبيس، كما تم إطلاقها أيضًا من مطار باريس لو بورجيه وقاعدة دوبندورف الجوية في سويسرا. ^[17] منذ عام 1997، تولت شركة نوفيسبيس التابعة للمركز الوطني للدراسات الفضائية إدارة هذه الرحلات. ^[18]

تُستخدم طائرة A310 Zero G  [بالفرنسية] أيضًا في تنفيذ رحلات تجارية للركاب العموميين بالشراكة بين شركة Novespace المشغلة وشركة Avico  [بالفرنسية] ، تحت العلامة التجارية Air Zero G. ^[19] كما تم استخدام الطائرة لأغراض السينما، حيث قام توم كروز وآنابيل واليس بتصوير فيلم The Mummy في عام 2017. ^[20]

في روسيا، يتم تقديم رحلات تجارية على متن طائرة إليوشن Il-76MDK ؛ وتقوم العديد من الشركات الأمريكية بحجز رحلات على متن هذه الطائرات. ^[21]

كما استخدمتها القوات الجوية الهندية لتدريب الدفعة الأولى من رواد الفضاء الهنود لمشروع Gaganyaan التابع لمنظمة أبحاث الفضاء الهندية . ^[22]

قامت وكالة ناسا برحلات انعدام الجاذبية على متن طائرات مختلفة لسنوات عديدة. في عام 1959، تدرب رواد فضاء مشروع ميركوري على متن طائرة سي-131 ساماريتان التي أطلق عليها اسم "مذنب القيء". ^[23]

تم استخدام طائرتي KC-135 Stratotankers التوأم حتى ديسمبر 2004 ثم تقاعدتا لاحقًا. واحدة، KC-135A المسجلة برقم N930NA (المعروفة أيضًا باسم NASA 930، ورقم USAF التسلسلي سابقًا 59-1481)، طارت أكثر من 58000 قطع مكافئ بعد أن حصلت عليها ناسا في عام 1973، قبل تقاعدها في عام 1995. وهي معروضة الآن في Ellington Field ، بالقرب من مركز جونسون الفضائي . تم استخدام الأخرى (N931NA أو NASA 931، ورقم AF التسلسلي سابقًا 63-7998) أيضًا بواسطة Universal Pictures و Imagine Entertainment لتصوير مشاهد تتضمن انعدام الوزن في فيلم Apollo 13 ؛ قامت برحلتها الأخيرة في 29 أكتوبر 2004، وهي مخزنة بشكل دائم في متحف Pima Air & Space في توسون، أريزونا.

في عام 2005، استبدلت وكالة ناسا هذه الطائرات بطائرة ماكدونيل دوغلاس C-9B Skytrain II (N932NA) التي كانت مملوكة سابقًا لشركة الخطوط الجوية الملكية الهولندية KLM والبحرية الأمريكية . ^[24]

أنهت وكالة ناسا برنامج أبحاث الجاذبية المنخفضة وأنهت عملياته في يوليو 2014 بسبب مشاكل فنية في الطائرات. وتم استبداله بعقود مع شركات خاصة.

اعتبارًا من عام 2015، ^[تحديث]أبرمت وكالة ناسا عقد خدمات الجاذبية الصغرى مع شركة Zero Gravity Corporation (ZERO-G) واستخدمت طائرتها، G-FORCE ONE، وهي طائرة بوينج 727-200 معدلة . ^[25]

في أواخر عام 2004، أصبحت شركة Zero Gravity Corporation أول شركة في الولايات المتحدة تقدم رحلات انعدام الجاذبية للجمهور العام، باستخدام طائرات بوينج 727. تتكون كل رحلة من حوالي 15 قطعًا مكافئًا، بما في ذلك محاكاة لمستويات الجاذبية للقمر والمريخ، بالإضافة إلى انعدام الوزن تمامًا. ^[26] يسمح هذا الملف الشخصي لعملاء ZERO-G بالاستمتاع بانعدام الوزن مع الحد الأدنى من عدم الراحة أثناء الحركة.

في عام 2015، بدأت شركة Integrated Spaceflight Services في العمل كمُدمِج بحثي وتعليمي للمجلس الوطني للبحوث في كندا للسوق الأمريكية، حيث تقدم خدمات شاملة للجاذبية المنخفضة على طائرة فالكون 20 المعدلة . ^[27] أطلقت محطة الفضاء الدولية حملات بحثية سنوية للجاذبية الصغرى لتقييم بدلات الفضاء وغيرها من التقنيات مع مشروع PoSSUM. ^[28]

تقدم شركة Aurora Aerospace في أولدسمار بولاية فلوريدا رحلات جوية في حالة انعدام الجاذبية باستخدام طائرة Fuji/Rockwell Commander 700. كما تستخدم لمحاكاة جاذبية القمر والمريخ. ^[29]

وفقًا لمدير برنامج أبحاث الجاذبية المنخفضة السابق جون يانيك، فإن القلق يساهم بشكل كبير في إصابة الركاب بالدوار. يخلق الضغط على أجسادهم شعورًا بالذعر وبالتالي يتسبب في تقيؤ الركاب. يقدم يانيك تقديرًا تقريبيًا للركاب، حيث "يصاب ثلثهم بمرض شديد، والثلث التالي مريض بشكل معتدل، والثلث الأخير لا يصاب على الإطلاق". يشار إلى التقيؤ بأنه "مرض". ^[10]

غالبًا ما يستخدم سكوبولامين كمضاد للقيء أثناء التدريب على الطائرات ذات الجاذبية المنخفضة. ^[30]

تم تصوير العديد من المشاهد في فيلم أبولو 13 الذي تم إنتاجه عام 1995 على متن طائرة KC-135 المكافئة التابعة لوكالة ناسا.

في عام 2016، سجلت فرقة الروك OK Go فيديو موسيقي لأغنيتهم ​​المنفردة " Upside Down & Inside Out " على متن طائرة ذات جاذبية منخفضة، والتي تضمنت رقصات بهلوانية تم إنشاؤها خصيصًا لبيئة انعدام الجاذبية. ^[31]

قامت شركة إنتاج الترفيه للبالغين Private Media Group بتصوير فيلم إباحي يسمى تجربة أورانوس: الجزء الثاني حيث تم تصوير مشهد جماع في انعدام الجاذبية على متن طائرة ذات جاذبية منخفضة. كانت عملية التصوير صعبة بشكل خاص من الناحية الفنية واللوجستية. سمحت قيود الميزانية بلقطة واحدة فقط مدتها 20 ثانية ، تضم الممثلين سيلفيا سانت ونيك لانج. ^{[32] قال} بيرث ميلتون جونيور ، رئيس مجلس الإدارة والرئيس التنفيذي لشركة Private Media Group، في عام 2000 "لن ترغب في الخوف من الطيران، هذا أمر مؤكد!" ^[33]

ظهرت شركة ZERO-G في حلقة برنامج MythBusters NASA Moon Landing Conspiracy، حيث أرسلت آدم سافاج وجيمي هاينمان في رحلة خاصة لمحاكاة جاذبية القمر. سمح هذا لسافاج بمحاكاة لقطات نيل أرمسترونج وهو يسير على القمر، مما أدى إلى إبطال الادعاءات بأن اللقطات مزورة.

• بيئة ميكروجي
• السياحة الفضائية
• تدريب رواد الفضاء
• مركز أبحاث الجاذبية الصفرية
• برج السقوط في بريمن

• هابر، فريتز وهابر، هاينز: "الطرق الممكنة لإنتاج حالة خالية من الجاذبية للأبحاث الطبية"، مجلة طب الطيران الحادي والعشرون (1950).
• كرمالي، فيصل وشلهامر، مارك. "ديناميكيات الطيران المكافئ: خصائص الطيران وإدراكات الركاب". أكتا أسترونوتيكا (2008).
• إيستون، بام (30 أكتوبر 2004). طائرة ناسا عديمة الوزن تُحال إلى التقاعد. أسوشيتد برس.
• غولايتلي، جلين (15 مايو 2000). مذنب القيء يجد موطنًا له. مكتب سبيس.كوم في هيوستن.
• أوفرباي، دينيس (1 مارس 2007)، "ستيفن هوكينج يخطط لتمهيد لرحلة حياته"، نيويورك تايمز .

• برنامج أبحاث الجاذبية المنخفضة
• برنامج فرص الطيران
• مقابلة مع جون يانيك
• Incredible Adventures هي شركة مقرها فلوريدا تأسست عام 1995، وتقدم تدريبًا خاصًا على الطيران في ظل انعدام الجاذبية في تامبا، فلوريدا
• نبذة عن برنامج أبحاث الجاذبية المنخفضة التابع لوكالة ناسا
• Vegitel ltd هي شركة روسية تقدم رحلات انعدام الجاذبية في طائرة IL-76 MDK ذات الجسم العريض
• جولة افتراضية لطائرة إيرباص A-300 Zero-G.
• طرازات C-135 الجزء 6 – يتضمن رسمًا مصغرًا للطائرة 930 من وكالة ناسا
• تجربة الجاذبية المنخفضة في طائرة KC-135A التابعة لوكالة ناسا