La formation pour devenir astronaute exige qu'un candidat subisse des tests physiquement exigeants et stressants - diverses machines et simulateurs mesurent la réponse de chaque stagiaire aux rigueurs du voyage spatial. Aujourd'hui, une industrie totalement indépendante utilise bon nombre de ces simulateurs et autres appareils dans un but différent :le divertissement.
Photo gracieuseté de Zero Gravity Corporation
Jouer à la balle avec un autre passager dans un environnement à faible gravité
Peu de ces simulateurs séduisent plus le grand public que les vol en apesanteur. Presque tout le monde rêve de flotter sans effort comme des astronautes dans l'espace. Actuellement, La NASA utilise un C-9 avion pour créer des simulations d'un environnement en apesanteur, à la fois à des fins de formation et pour mener des expériences d'apesanteur (sans les coûts énormes des voyages dans l'espace). Jusque récemment, seuls quelques privilégiés ont eu le privilège de vivre ces vols. Aujourd'hui, une société appelée Zero Gravity Corporation (ZERO-G) propose cette expérience au grand public.
Dans cet article, nous apprendrons la gravité, chute libre et ce que c'est que de monter à bord de la soi-disant "comète vomi". Nous allons commencer par ce que c'est que de vivre l'apesanteur.
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Alors exactement, comment pouvons-nous simuler l'apesanteur sans échapper à l'attraction gravitationnelle de la Terre ? La réponse la plus simple est que nous observons un objet dans chute libre . La chute libre, c'est quand un objet tombe uniquement sous l'influence de la gravité. En raison de résistance à l'air , un objet ne peut pas vraiment être en chute libre sans être dans un vide .
Photo gracieuseté de Zero Gravity CorporationZero Gravity Corporation
Trajectoire de vol parabolique
Pour que les passagers d'un avion puissent faire l'expérience d'une chute libre en toute sécurité, l'avion doit monter à un angle prononcé, se stabiliser, puis plonger, créer un chemin appelé un arc parabolique , aussi appelé un Trajectoire képlérienne ou chemin de chute libre . Dans un véritable arc parabolique, la seule force d'accélération est la gravité tirant dans une direction verticale -- horizontale rapidité reste constant. En raison de la résistance de l'air, les objets dans l'atmosphère terrestre ne voyagent que dans des arcs qui se rapprochent d'une vraie parabole.
Typiquement, L'avion de ZERO-G, appelé G-FORCE-ONE, vole entre 24, 000 et 32, 000 pieds d'altitude. Cela donne au pilote suffisamment de place pour manœuvrer l'avion en toute sécurité sur sa trajectoire de vol. La descente de l'avion doit commencer à une altitude élevée pour fournir une distance suffisante au pilote pour sortir en toute sécurité d'une plongée. Alors que l'avion grimpe au sommet de son arc, le pilote l'oriente à un angle de 45 degrés. Pendant la montée, L'accélération de l'avion et la force de gravité créent une force d'attraction 1,8 fois supérieure à la seule force de gravité - les passagers pèsent temporairement presque deux fois plus que la normale.
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Un passager à bord du G-FORCE-ONE
Le pilote sort l'avion de la plongée pour que le creux entre un arc et le suivant soit d'environ 24, 000 pieds d'altitude. Alors que l'avion sort de la plongée et recommence à monter, les passagers subissent à nouveau la force de 1,8 fois celle de la gravité. Le vol ZERO-G typique comprend 15 de ces arcs paraboliques, tandis que les vols de la NASA peuvent inclure jusqu'à 100.
Dans la section suivante, nous découvrirons comment les passagers se préparent à l'apesanteur et au mal des transports.
Le plus grand LMT sur Terre est le Large Zenith Telescope en Colombie-Britannique. Son miroir liquide en rotation mesure près de 20 pieds de diamètre et pèse trois tonnes, ce qui en fait le troisième plus grand télescope en Amérique du Nord. Le plat qui contient le mercure est fabriqué à partir de segments hexagonaux collés ensemble pour former une coquille. Chaque pièce a un noyau en mousse haute densité recouvert de fibre de verre. Pour donner à la coque une forme concave, il est chauffé dans un grand four. Un mur au bord du miroir empêche le mercure de se répandre.
Le plus grand avantage d'un LMT est son coût relativement faible. Les télescopes à liquide coûtent beaucoup moins cher à construire que les miroirs en aluminium poli de taille similaire. Par exemple, le Grand télescope Zenith portait une étiquette de prix de 1 million de dollars. Un télescope à miroir en verre comparable coûterait 100 fois plus cher à construire. Et les LMT coûtent moins cher à entretenir, principalement parce que le miroir liquide n'a pas besoin d'être nettoyé, ajusté ou aluminisé.
Bien sûr, il y a quelques inconvénients. Le mercure est extrêmement toxique, donc travailler avec elle pose des risques pour la santé à long terme. Non seulement que, le plat contenant le mercure ne peut être incliné que jusqu'à ce que le liquide se répande. Cela limite la vue d'un LMT, qui ne peut que regarder vers le haut.
Le support du plat est une poutre en acier et 19 patins réglables. La ferme, à son tour, est soutenu par un palier à air en acier inoxydable conçu uniquement pour le grand télescope Zenith. Un roulement à air est un type spécial de roulement qui utilise un mince film d'air sous pression pour agir comme lubrifiant autour de l'arbre qui fait tourner le miroir. Les roulements normaux qui utilisent des lubrifiants à base d'huile sont moins efficaces car ils produisent des vibrations et des rotations instables qui dégradent la qualité de l'image. En tant que solution sans frottement, un palier à air élimine ces problèmes, conduisant à un parfaitement lisse, rotation sans vibration. Un moteur à courant continu sans balais intégré fait tourner la broche du palier à air et peut faire tourner une charge jusqu'à 10 tonnes à environ 10 tours par minute.
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La broche à coussin d'air au bas d'un télescope à miroir liquide
Le seul problème avec le Grand télescope Zenith - un problème qu'il partage avec tous les télescopes terrestres - est son emplacement. Même à une altitude de 1, 295 pieds, sa vue sur les cieux est toujours protégée par l'atmosphère. Si un miroir de télescope à miroir liquide pouvait être placé sur la lune, où il n'y a pas d'atmosphère pour bloquer les ultraviolets, infrarouge et autres formes d'énergie, cela pourrait donner des résultats encore plus spectaculaires. Mais, comme nous le verrons dans la section suivante, construire un LMT sur la lune présente ses propres défis.
Si vous voulez faire l'expérience d'un vol en apesanteur, vous pouvez réserver un voyage sur G-FORCE-ONE - un Boeing 727-200 modifié - via le site Web ZERO-G ou dans votre magasin Sharper Image local pour 3 $, 500. Le forfait comprend votre vol, marchandise unique et une célébration après le vol (ou, selon votre point de vue, un sillage pour votre perte de poids dramatique temporaire). Les passagers doivent être âgés d'au moins 15 ans s'ils ne sont pas accompagnés, ou 12 si vous voyagez avec un parent ou un tuteur.
ZERO-G a un stigmate à secouer - celui de la vomir la comète , le nom que les passagers ont donné aux programmes de vol en apesanteur de la NASA. De nombreuses personnes qui ont fait un voyage sur les vols en apesanteur de la NASA ont souffert du mal des transports. L'accent de ZERO-G est plus sur le divertissement que sur la recherche, et ainsi ils s'efforcent de réduire l'inconfort des passagers.
Selon l'entreprise, la plupart des gens commencent à souffrir du mal des transports après que l'avion ait parcouru 25 arcs paraboliques ou plus -- la compagnie limite le G-FORCE-ONE à 15 arcs par voyage [Source :Zero Gravity Corporation]. La société fournit également Dramamine aux passagers sujets au mal des transports.
Le jour de votre vol, vous voyagerez à l'endroit approprié - normalement soit l'aéroport international McCarren à Las Vegas ou le Kennedy Space Center en Floride. Une fois que vous êtes à l'aéroport, vous devrez vous enregistrer auprès du centre de vol où vous recevrez votre propre combinaison de vol.
Photo avec l'aimable autorisation de la NASA
Le KC-135A de la NASA dans un
Ascension à 45 degrés.
Dans la section suivante, nous allons découvrir ce que c'est que de faire un saut périlleux en apesanteur.
Une fois la séance de questions-réponses terminée, il est temps de monter dans l'avion. Les passagers sont assis à l'arrière de l'avion, qui ressemble à un 727 normal, à part le manque de fenêtres. Tu attacheras ta ceinture, et le pilote fera rouler l'avion jusqu'à la piste et décollera comme n'importe quel autre vol. Une fois que vous atteignez l'altitude de croisière, il est temps de déboucler votre ceinture et de vous diriger vers l'aire de jeux de l'avion, où vous vous allongerez pour vous préparer à la première montée raide, au cours de laquelle les forces g augmentent.
Photo gracieuseté de Zero Gravity Corporation
Chaque vol comprend 15 paraboles
-- un total de sept à huit
minutes de gravité réduite.
Chaque vol comprend 15 paraboles, ce qui signifie que vous vivrez sept à huit minutes de gravité réduite. Une fois que l'avion a terminé l'arc parabolique final, vous retournerez au coin salon et vous vous attachez pour l'atterrissage. A votre retour à l'aéroport, vous quitterez l'avion pour aller à une fête d'après-vol, avec champagne et souvenirs gratuits.
La gravité terrestre est environ trois fois plus forte que celle de Mars et environ six fois plus forte que la gravité lunaire.
En ajustant la courbe de la trajectoire de vol, l'avion peut simuler la gravité de Mars ou de la lune. La forme de la parabole est allongée et pas aussi raide que la trajectoire en chute libre. La force centrifuge résultante est plus faible et ne compense que partiellement la force de gravité.
Les docteurs Peter Diamandis et Byron Lichtenberg ont fondé ZERO-G en 1993 avec l'intention de créer une entreprise de divertissement spatial et de tourisme. La NASA effectuait des vols en apesanteur à l'aide d'un Boeing KC-135A Stratotanker , conçu à l'origine comme un véhicule de ravitaillement d'avions en vol. Diamandis et Lichtenberg avaient besoin d'un avion conforme aux réglementations de la FAA (Federal Aviation Administration) (la NASA est exemptée de la certification FAA, mais les voyages commerciaux ne le sont pas), pourtant pourrait résister aux contraintes impliquées dans la simulation de l'apesanteur. L'avion devait également être moins coûteux à acheter et à entretenir que le KC-135A. Ils ont concentré leur attention sur la Boeing 727-200 .
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Les passagers peuvent manger des bonbons dans un environnement en apesanteur et
ne pas prendre de poids... au moins jusqu'à ce qu'ils atterrissent.
En 2004, la FAA a accordé à ZERO-G la permission d'effectuer des vols dans un 727-200 en utilisant des trajectoires paraboliques. La compagnie survole des zones inhabitées qui sont à l'écart de la plupart des itinéraires de vols commerciaux. Chaque vol a lieu dans un couloir désigné par la FAA d'environ 100 milles de long et 10 milles de large.
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Le Boeing 727-200 de ZERO-G, G-FORCE-ONE
Les ingénieurs ont également conçu un accéléromètre pour le poste de pilotage. L'accéléromètre mesure la vitesse et la trajectoire de l'avion à travers un arc parabolique. En raison de l'accent mis par ZERO-G sur le divertissement des clients, la compagnie a estimé que le confort des clients était une préoccupation importante (la NASA compte sur ses pilotes pour suivre eux-mêmes la trajectoire parabolique et est moins préoccupée par la fluidité du vol). Les pilotes peuvent recevoir des données sur leur trajectoire de vol, faire des ajustements mineurs si nécessaire pour s'assurer que chaque arc est aussi lisse que possible.
Boeing a conçu le 727 pour résister à des forces de -0,1 G à 2,5 G. Les contraintes de charge g pendant le vol parabolique sur G-FORCE-ONE vont de 0 G à 1,8 G, bien dans la plage de sécurité. ZERO-G inspecte régulièrement l'avion à la recherche de signes de fatigue de l'équipement et de besoins de maintenance.
Merci au Dr Peter Diamandis de Zero Gravity Corporation pour sa contribution à cet article.
Le siège de la société est à Las Vegas, Nev. La plupart des vols partent de Las Vegas ou du Kennedy Space Center en Floride, mais parce que de nombreux aéroports peuvent accueillir un 727, la compagnie invite les clients à affréter des vols basés à partir de leur aéroport principal le plus proche, ce qui rend beaucoup plus facile la réalisation du rêve de toute une vie de défier la gravité.
Pour en savoir plus sur les vols en apesanteur, consultez les liens sur la page suivante.
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Sources
