Astronauten für einen Tag, für jeden erschwinglich, möglich? Der Trick (der kein Trick ist) wird aufgerufen Parabelflug, ein Flugzeug, das, wenn auch in 30-sekündigen "Sitzungen", die jedoch unzählige Male wiederholt werden, genau das simuliert, was Astronauten mit Nullatmosphäre erleben. Um wissenschaftliche Experimente durchzuführen oder in der Luft zu drehen, haben wir es getan: So lief es.
Die Schwerkraft
Die Schwerkraft ist eine der vier grundlegenden Wechselwirkungen der Physik und ein Phänomen, dem jeder im Universum ausgesetzt ist: Von der Geburt bis zum Tod verbringen wir unser ganzes Leben einer Kraft ausgesetzt, die in gewisser Weise immer noch mysteriös ist und uns zu Objekten werden lässt aus der Hand, erlaubt uns, im Bett zu liegen, ohne wegzufliegen, und erlaubt unserer Erde, die Sonne zu umkreisen.
Bis in die 60er Jahre hatte kein Mensch das erlebtSchwerelosigkeit, dann mit der ersten Raumfahrt und später mit den ersten Labors im Weltraum war es möglich, Menschen und Ausrüstung in eine Umgebung zu bringen, in der die Schwerkraft aufgehoben oder fast aufgehoben ist, und der Wissenschaft neue Grenzen eröffnet.
Die Untersuchung der Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper ist beispielsweise unerlässlich, um zu verstehen, ob und wie der Mensch längere Zeit im Weltraum leben und daher theoretisch nach langen Reisen in der Schwerelosigkeit neue Planeten besiedeln kann. Im Laufe der Jahre hat sich herausgestellt, dass die Effekten der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper sind bemerkenswert, Muskeln und Knochen, die nicht mehr durch das Körpergewicht belastet werden, verlieren bereits nach 30 Tagen im Weltraum an Masse und Dichte, weshalb die Astronauten auf der internationalen Raumstation ein schweres Programm von körperlichen Übungen absolvieren müssen, bei denen sie die Bedingungen der Erde, um Muskeln und Knochen in Form zu halten.
In den Labors der Raumstation werden sie auch getestet Arzneimittel, Materialien u physikalische Phänomene die nur in Gegenwart von Mikrogravitation erlebt werden kann; natürlich erlauben die sehr hohen kosten von weltraummissionen nur wenige experimente zur ISS zu bringen, aber die anfragen sind zahlreich und deshalb wurde nach einem weg gesucht, auf der erde ähnliche oder gleiche bedingungen wie im weltraum zu schaffen, um dazu in der lage zu sein Experimente an Dingen und Menschen durchzuführen, ohne eine Weltraumreise unternehmen zu müssen.
Aber auf der Erde gibt es keine Anti-Schwerkraft-MaschineUm die Bedingungen zu erleben, die sie im Orbit vorfinden werden, haben Astronauten und Materialien daher nur wenige Möglichkeiten: Astronauten können in riesigen Pools trainieren, um ähnliche Effekte wie die der Astronauten nachzubilden räumliche Schwerelosigkeit, aber für Experimente und Objekte ist es komplizierter.
Sie können in Katapulten untergebracht werden, die ein Objekt so hoch wie möglich schleudern, oder in hohe Türme fallen gelassen werden: Während der Fallout-Phase befindet sich das Objekt (oder die Person) in den gleichen Bedingungen wie der Raum, aber dieser Effekt dauert nur wenige Sekunden und c 'ist immer noch das Problem plötzliche Verzögerung.
Der Parabelflug
Die praktischste Methode, die derzeit verwendet wird, ist die von Parabelflüge mit speziellen Flugzeugen, in denen während der Fallphase alles darin schwebt, als wäre man im All. So wie man beim Sprung von einer hohen Klippe ins Meer für einige Augenblicke ein Gefühl der Schwerelosigkeit verspürt, so sind bei einem Flugzeugtauchgang die Menschen und Dinge im Inneren quasi drin Schwerelosigkeit. In Wirklichkeit fällt das Flugzeug während dieser Spezialflüge nie in einen vertikalen Sturzflug, sondern führt eine bestimmte Parabel aus, bei der es nach einer sehr starken Beschleunigung bergauf möglich ist, vom Scheitelpunkt der Parabel aus etwa 30 Sekunden lang in der Schwerelosigkeit zu schweben bis zu seinem endgültigen Ende, bevor das Flugzeug den Horizontalflug wieder aufnimmt und die Schwerkraft wiederherstellt. Während des Parabelfluges können wissenschaftliche Experimente durchgeführt werden und da für jeden Flug zahlreiche Parabeln (dreißig) durchgeführt werden, können am Ende viele Minuten der Schwerelosigkeit gesammelt werden, die für die Durchführung wissenschaftlicher Tests von unschätzbarem Wert sind.
Der von der ESA eingesetzte Airbus
Die ESA nutzt einen modifizierten Airbus des Unternehmens Neunraum für diese Flugart, und wir konnten an der 71. Parabelflugkampagne teilnehmen, indem wir Zeuge der Experimente wurden und wie die Astronauten in der Schwerelosigkeit schwebten. Der Airbus früher verwendet Staatsflugzeug von Bundeskanzlerin Merkel, in Wirklichkeit wurde es nur intern modifiziert, indem die meisten Sitze entfernt und ein Teil des Rumpfes an einen fensterlosen Frachtraum angepasst wurden: Das Äußere und die Avionik wurden nicht verändert, was bedeutet, dass theoretisch irgendein Verkehrsflugzeug kann Parabelflugmanöver durchführen.
Diese Manöver sind ziemlich extrem, auch wenn sie absolut sicher sind. Das Flugzeug bäumt sich sehr schnell auf und fast senkrecht am Himmel, bei einer Neigung von etwa 50 Grad, was eine starke interne Beschleunigung von bis zu 1,8 G verursacht, was fast der doppelten Kraft entspricht, die am Boden wahrgenommen wird, und etwas weniger als die maximale Beschleunigung, die beim Start des Space Shuttles erfahren wird 3G. Kurz vor dem Höhepunkt des Gleichnisses angekommen beginnt die Phase Null G. (obwohl es richtiger ist, "Mikrogravitation" zu sagen, da noch eine kleine Restbeschleunigung vorhanden ist), die während des gesamten Sinkflugs des Flugzeugs anhält, bis es im Horizontalflug abhebt. Nach etwa anderthalb Minuten beginnt eine neue Parabel und der Kreislauf wiederholt sich von vorne: In allen Phasen gibt der Kapitän über Lautsprecher die Neigungsgrade und die Restzeit bei Null G an.
Es ist wichtig zu beachten, dass die in etwa 30 Sekunden erlebten physikalischen Phänomene genau die gleichen sind wie auf der ISS, einschließlich des Verhaltens von Flüssigkeiten und sogar Flammen: Ein Streichholz, das bei Null G angezündet wird, verhält sich tatsächlich anders, die Flamme ist kleiner und fast kugelförmig, mit niedrigeren Temperaturen als an Land. Tatsächlich befindet sich sogar die ISS im freien Fall e es ist falsch, von Schwerkraftlosigkeit zu sprechen: Tatsächlich wird dies durch die kreisförmige Bewegung der Station um die Erde aufgehoben, eine Bewegung, die verhindert, dass sie auf der Erde abstürzt. Bei ihren Parabelflügen ist die ESA auch in der Lage, Bedingungen besonderer Schwerkraft wie auf dem Mond oder Mars nachzustellen, um spezifische Tests für diese Missionen durchzuführen.
Fliegen in einem Zero-G-Flugzeug
Aber verursacht das Fliegen bei Null G Unbehagen? Tatsächlich wurden die ersten Flugzeuge dieses Typs aus offensichtlichen Gründen "Vomit Comet" genannt, aber heute es ist schwieriger, sich schlecht zu fühlen, sowohl für die Medikamente, die eingenommen werden können (ähnlich denen gegen Seekrankheit), als auch für das spezifische Training zur optimalen Haltung während der Gleichnisse. In der Tat, wenn Sie sich fast sofort an die Phase der Schwerelosigkeit gewöhnen, ist die vorherige Phase der starken Beschleunigung ärgerlicher, in der Sie spüren, wie der ganze Körper und die Haut heftig nach unten ziehen.
In dieser Phase empfiehlt es sich für die ersten Gleichnisse lege dich auf den Boden, aber schon nach einiger Zeit kann man sicher stehen, wichtig ist, zu starren und den Kopf nicht zu bewegen, sonst könnte der Gleichgewichtssinn mit nachfolgendem Unwohlsein beeinträchtigt werden. Allerdings ist die Anpassung ziemlich schnell und auf jeden Fall dauert alles, von der Anfangsbeschleunigung bis zum Ende der Parabel, nur 1,15 Minuten; auch aus diesem Grund werden heute hauptsächlich Parabelflüge eingesetzt wissenschaftliche Experimente und sie sind fast nicht mehr das Vorrecht von Astronauten, die nur Akklimatisierungsflüge machen und das Schwimmbad bevorzugen, wo sie lange Sitzungen ähnlich stressigen Weltraumspaziergängen absolvieren können. Das Flugzeug wird vorbeigeflogen drei Piloten gleichzeitig, von denen jeder darauf abzielt, einen der grundlegenden Parameter (Steigen, Tauchen usw.) perfekt aufeinander abzustimmen, um Probleme in der Kabine zu vermeiden. Eine Kuriosität: Die Gesamtzeit, die im ESA-Flugzeug bei Null G verbracht wird, ist auf jeden Fall länger als das, was erlebt werden wird, wenn die suborbitalen Flüge, die derzeit von einigen Unternehmen wie Virgin Galactic getestet werden, für Weltraumtouristen geöffnet sind. Für diejenigen, die den Nervenkitzel des Fliegens ohne Schwerkraft sofort erleben möchten Neunraum organisiert Flüge für alle, Kosten ca 6.000€ a persona: Ein Teil des Erlöses wird für wissenschaftliche Forschungsaktivitäten gespendet.
Experimentieren mit null G
Die mögliche wissenschaftliche Forschung auf der Novespace-Ebene kann praktisch jeden Bereich der Wissenschaft betreffen: im Allgemeinen sind sie es Hochschule e Forschungsinstitute die ein wissenschaftliches Projekt erarbeiten, das bei der eingereicht werden solldass. Wenn dies genehmigt wird, werden die Experimentatoren und ihre Ausrüstung im Flugzeug untergebracht, um ihre Theorien in die Praxis umzusetzen, und einige dieser Experimente können sogar später auf der ISS untergebracht werden.
Experimente unter solch extremen Bedingungen durchzuführen, erfordert eine sorgfältige Planung der Ausrüstung, auch aufgrund der begrenzten Zeit, die für das Experiment zur Verfügung steht: Alles muss fest am Flugzeug befestigt oder in speziellen Gestellen untergebracht sein, die wiederum mit stoßfestem Material und Moosgummi überzogen sind , um Schäden oder Verletzungen zu vermeiden, wenn Dinge und Personen aufhören zu schweben, um schnell zur normalen Schwerkraft zurückzukehren.
Die Experimentatoren werden während der Null-G-Phase in der Regel mit Klebebändern am Boden oder an den Wänden verankert, um die für die Datenerhebung notwendigen Messungen durchführen zu können, müssen Geräte und PCs auf jeden Fall auf die große Beschleunigung kalibriert werden der Anfangsphase der Parabel : Beispielsweise könnte es Probleme mit den Köpfen der Festplatten geben, die beschädigt werden oder sich automatisch in die Ruheposition begeben könnten, was zu Datenverlust führt, weshalb sie fast immer verwendet werden Solid-State-Festplatten ohne bewegliche Teile. Während der 71. Feldzug Viele sehr unterschiedliche Experimente wurden durchgeführt, von Biologie über Chemie bis hin zu Physik. Beispielsweise hat die Universität Luzern Tests durchgeführt, um zu sehen, wie sich Knorpel in der Schwerelosigkeit verhalten, während die Universität Zürich ein Experiment entwickelt hat, um die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf die Wirbelsäulensteifheit zu bewerten: ein Freiwilliger, der mit nacktem Oberkörper am Boden verankert ist und mit einem auf dem Rücken befestigten Gerät, an dem Tests in den Null-G-Phasen durchgeführt werden.Ein weiteres logistisch besonders komplexes Experiment wurde von getestet Forschungszentrum für Neurowissenschaften von Lyon die den Einfluss der Schwerkraft auf testen wollten Distanzwahrnehmung zwischen Objekten und Beobachter, Aufbau einer Art Schlitten, um zu versuchen, sich einem Objekt mit verbundenen Augen unter Mikrogravitationsbedingungen zu nähern.
Italien in der Schwerelosigkeit
Italien war vertreten durchUniversität von Pisa in Zusammenarbeit mit dem MIT, wo das Team um Professor Paolo Di Marco mit der "Benetzbarkeit" von Oberflächen experimentierte, d.h. wie eine Flüssigkeit eine Oberfläche benetzt: zum Beispiel wie ein Tropfen auf einem Stahl oder auf Butter bleibt, und dieses einfache Beispiel hat enorme industrielle Anwendungen, da die Art und Weise, wie eine Oberfläche benetzbar ist, Auswirkungen auf die Wärmeübertragung hat, beispielsweise in Kühlsystemen für Kernreaktoren.
Abgesehen von der Arbeit gibt es im Flugzeug jedoch einen Bereich namens "freischwebender Bereich“, eine Art von Netzen umgebener Käfig, in dem man ohne Unfallgefahr einfach Spaß am Schweben in der Luft haben kann: Offensichtlich widersteht keiner der Experimentatoren der Versuchung, es zumindest einmal zu versuchen, wenn er frei von wissenschaftlichen Tests ist, und das ist er auch Möglich für die Wagemutigeren an den Wänden gehen, oder einfach nur in der Luft wirbeln nur zum Spaß.
La Gesamtdauer einer Flugkampagne, vom Start vom Stützpunkt Bordeaux in Frankreich bis zur Rückkehr, beträgt ca drei Stunden und für Piloten, Experimentatoren oder jeden an Bord ist es ein Begriff, den man sich aus einem bestimmten Grund merken sollte: Es gibt keine traditionellen Toiletten an Bord, sagen wir aus Gründen der Schwerkraft, es gibt nur „Notfallgeräte“ für Situationen, die wirklich unverzögert sind . Der physiologische Bedürfnisse Sie schauen nicht einmal ins Angesicht der Schwerkraft.
