地球上供宇航員訓練的零重力環境是怎麼製造出來的?
在地球上模擬太空的零重力環境,困擾了科學家很多年,從來沒有圓滿解決。
比較常用的辦法有以下幾種:一是配置特殊密度的溶液,讓宇航員穿上宇航服以後,在溶液中受到與重力相當的浮力,得到一個無重力環境;
還有一種方法就是在水裡模擬,利用水的浮力抵消一部分重力——在水中活動確實有在太空里飄行的感覺,但效果的真實性很差。
此外,製造風洞也是一個方法,讓較大氣流向上吹,使人的重力與風向上的吹動力平衡,從而使人感到失去了重力。
相比之下,最有效的方法是通過飛機的自由落體實現「零重力「狀態。俄羅斯加加林航天訓練中心的訓練方法是,飛機把宇航員帶到10000 米高空,突然俯衝,以獲得短暫的失重效果來進行訓練。美國宇航局也一樣,他們藉助政府或私人提供的飛行器進行零重力飛行訓練。
「零重力」公司(Zero GravityCorporation)是唯一一個被美國聯邦航空局批准的,為美國宇航局(NASA)提供零重力實驗和飛行訓練的公司,兩者在今年1月正式簽署了合作協議,NASA可以在「零重力」公司提供的飛行器上進行宇航員的培訓,以及航空學、流體學、燃燒、物質科學和生物科學的實驗。
「零重力」創辦於1993 年,是一家提供私人太空娛樂及旅遊的公司,總部位於美國賭城拉斯維加斯,創辦者是艾克斯獎(X Prize)主席彼得·戴爾蒙迪斯(Peter H. Diamandis)。艾克斯獎為突破當今世界面臨的一些頂尖難題而設,在航空領域尤為著名。「零重力」曾免費為物理學家斯蒂芬·霍金策划了一起成功的「零重力」飛行。
讓人們體驗到零重力的「秘密武器」是一架由波音727-200 改造而成的「重力一號」(G-force One),它為很多好萊塢大片出過力,解決過《阿波羅13號》、《黑客帝國2·重裝上陣》和《黑客帝國3·矩陣革命》等大片中漂浮場景的拍攝。
「重力一號」和一般的客機不一樣。這架飛機內拆去了部分坐椅,機艙後半部分是「座位區」,在一般飛行時供乘客們做準備,而前半部分是空地,在機艙壁上安裝了特殊軟墊等裝置後就成了「漂浮區」,乘客們就在這裡體驗「零重力」。
「重力一號」通過一種拋物線飛行—即由機師控制的特定飛升和俯衝來創造短暫的失重:飛機起飛後到達離地面7320 米高度時,以45 度仰角向上「爬升」,到約一萬米的高度之後,以最大30 度的俯角高速俯衝,這時遊客如同飛人般在機艙內輕飄飄地飛行,直到飛回7320 米的高度,「重力一號」就完成了一個拋物線飛行。整個過程將持續一分鐘,每次飛行將重複十五次。


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