طائرات ذات جاذبية منخفضة

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 7 صور
الموسوعة الحرة
مسار مناورة انعدام الجاذبية
رواد فضاء مشروع ميركوري على متن طائرة سي-131 ساماريتان التي كانت تحلق تحت اسم "مذنب القيء" في عام 1959
طائرة KC-135 0-G الملقبة بـ "مذنب القيء"
الفيزيائي ستيفن هوكينج على متن طائرة ذات جاذبية منخفضة في أبريل 2007

الطائرة ذات الجاذبية المنخفضة هي نوع من الطائرات ذات الأجنحة الثابتة التي توفر بيئات شبه منعدمة الوزن لفترة وجيزة لتدريب رواد الفضاء وإجراء البحوث وتصوير لقطات سينمائية خالية من الجاذبية.

شغّلت ناسا نسخاً من هذه الطائرات ضمن برنامج أبحاث الجاذبية المنخفضة، [ 1 ] وتُشغّل إحداها حالياً من قبل برنامجي رحلات الفضاء البشرية واستكشاف الفضاء الروبوتي التابعين لوكالة الفضاء الأوروبية. وقد شاع بين من جربوا تشغيلها لقب " مذنب القيء " غير الرسمي. [ 2 ]

تاريخ

اقترح المهندس الألماني في مجال الطيران والفضاء، فريتز هابر، وشقيقه الفيزيائي هاينز هابر، لأول مرة الطيران المكافئ كوسيلة لمحاكاة انعدام الوزن عام 1950. [ 3 ] وقد أُحضر كلاهما إلى الولايات المتحدة بعد الحرب العالمية الثانية ضمن عملية مشبك الورق . [ 4 ] كما درس شيه-تشون وانغ الغثيان لدى رواد الفضاء لصالح وكالة ناسا ، مما ساهم في ابتكار مذنب القيء. [ 5 ]

تُستخدم الرحلات المكافئة أحيانًا لدراسة تأثير انعدام الوزن على الكائنات الحية. وبينما يُعدّ البشر أكثر الركاب شيوعًا، فقد شاركت الحيوانات أحيانًا في التجارب، بما في ذلك تجربة بارزة حول كيفية تأثير انعدام الوزن على رد فعل التوازن لدى قطة منزلية [ 6 ] ومحاولات حمامة للتنقل في حالة انعدام الوزن. [ 7 ]

مبادئ التشغيل

تُعطي الطائرة ركابها إحساسًا بانعدام الوزن من خلال اتباع مسار طيران مكافئ ، وهو المسار الذي تتبعه الأجسام بشكل طبيعي أثناء السقوط الحر . [ 8 ] تُستخدم الطائرة بهذه الطريقة لتوضيح تجربة الدوران حول الأرض لرواد الفضاء. خلال هذه الفترة، لا تحتاج الطائرة إلى بذل أي قوة رد فعل أرضية على محتوياتها لإبقائها ثابتة بالنسبة لها، مما يُسبب إحساسًا بانعدام الوزن.

في البداية، تصعد الطائرة بزاوية ميل تبلغ حوالي 45 درجة. ويتحقق الشعور بانعدام الوزن عن طريق تقليل قوة الدفع وخفض مقدمة الطائرة للحفاظ على وضعية محايدة، أو ما يُعرف بـ"انعدام الرفع"، بحيث تتبع الطائرة المسار نفسه الذي يتبعه جسم في حالة سقوط حر، دون مقاومة هواء. وتُستخدم قوة دفع المحرك لتعويض السحب بدقة. يبدأ الشعور بانعدام الوزن عندما تبدأ الطائرة باتباع هذا المسار المكافئ، أي أثناء صعودها. ويستمر هذا الشعور طوال فترة الصعود، وحتى مرحلة الهبوط، إلى أن تضطر الطائرة إلى رفع مقدمة الطائرة، عادةً عندما تصل زاوية ميلها إلى الأسفل إلى حوالي 30 درجة. ثم ترفع الطائرة مقدمة الطائرة مرة أخرى لتكرار المناورة. وخلال عملية رفع مقدمة الطائرة هذه، تكون القوى المؤثرة عليها ضعف قوة الجاذبية تقريبًا. ويمكن تكرار هذه الدورة. [ 9 ]

تُستخدم هذه الطائرة لتدريب رواد الفضاء على مناورات انعدام الجاذبية، حيث تُمنحهم حوالي 25 ثانية من انعدام الوزن خلال 65 ثانية من الطيران في كل مسار مكافئ . وخلال هذا التدريب، تُجري الطائرة عادةً ما بين 40 و60 مناورة مكافئة. ويُصاب حوالي ثلثي الركاب بالغثيان نتيجة دوار الطيران ، [ 10 ] [ 11 ] مما أكسب الطائرة لقب "مذنب القيء".

المشغلون

كندا

تمتلك وكالة الفضاء الكندية والمجلس الوطني للبحوث طائرة فالكون 20 تُستخدم لأبحاث الجاذبية الصغرى. [ 12 ] لا تُستخدم هذه الطائرة الصغيرة عادةً لتمكين الناس من الطفو بحرية وتجربة انعدام الوزن؛ إلا أن الممثل الكوميدي ريك ميرسر فعل ذلك في إحدى فقرات برنامجه . [ 13 ]

الإكوادور

طاقم إكوادوري في حالة انعدام الوزن

أول طائرة تعمل في بيئة انعدام الجاذبية تدخل الخدمة في أمريكا اللاتينية هي طائرة T-39 سابريلاينر الملقبة بـ "كوندور" ، والتي تشغلها وكالة الفضاء المدنية الإكوادورية والقوات الجوية الإكوادورية منذ مايو 2008. [ 14 ] في 19 يونيو 2008، حملت هذه الطائرة طفلاً يبلغ من العمر سبع سنوات، مسجلةً بذلك رقماً قياسياً عالمياً في موسوعة غينيس لأصغر شخص يطير في بيئة انعدام الجاذبية. [ 15 ]

أوروبا

منذ عام 1984، قامت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) والمركز الوطني للدراسات الفضائية (CNES) بتنفيذ رحلات جوية في بيئة منخفضة الجاذبية باستخدام مجموعة متنوعة من الطائرات، بما في ذلك طائرة التزود بالوقود KC-135 التابعة لناسا، وطائرة كارافيل ، وطائرة إليوشن Il-76MDK ، وطائرة إيرباص A300 المعروفة باسم Zero-G . في عام 2014، تم إيقاف تشغيل طائرة A300 لصالح طائرة إيرباص A310 الأكثر حداثة ، والتي تحمل الاسم نفسه Zero-G . [ 16 ] تتخذ هذه الطائرة من مطار بوردو ميرينياك في فرنسا مقرًا لها ، وتشغلها شركة نوفسبيس، كما تم تسيير رحلات جوية منها من مطار باريس لو بورجيه وقاعدة دوبندورف الجوية في سويسرا. [ 17 ] ومنذ عام 1997، تتولى شركة نوفسبيس، التابعة للمركز الوطني للدراسات الفضائية، إدارة هذه الرحلات. [ 18 ]

تُستخدم طائرة A310 Zero G هذه أيضًا لتسيير رحلات تجارية للركاب من عامة الناس بالشراكة بين شركة نوفسبيس وشركة أفيكو ، تحت العلامة التجارية Air Zero G. [ 19 ] كما استُخدمت الطائرة لأغراض سينمائية، حيث قام توم كروز وأنابيل واليس بتصوير فيلم The Mummy في عام 2017. [ 20 ]

روسيا

في روسيا، تُقدم رحلات تجارية على متن طائرة إليوشن Il-76MDK ؛ وتحجز العديد من الشركات الأمريكية رحلات على متن هذه الطائرات. [ 21 ]

كما استخدمت القوات الجوية الهندية هذه التقنيات لتدريب الدفعة الأولى من رواد الفضاء الهنود لمشروع غاغانيان التابع لمنظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) . [ 22 ]

الولايات المتحدة

بيتر ديامانديس من شركة زيرو جرافيتي

ناسا

A300-Zero-G

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

استُخدمت طائرتان من طراز KC-135 ستراتوتانكر حتى ديسمبر 2004، ثم أُخرجتا من الخدمة. إحداهما، وهي من طراز KC-135A مسجلة برقم N930NA (المعروفة أيضًا باسم NASA 930، ورقمها التسلسلي السابق في سلاح الجو الأمريكي 59-1481)، حلّقت في أكثر من 58,000 مسار مكافئ بعد أن استحوذت عليها ناسا عام 1973، قبل إخراجها من الخدمة عام 1995. وهي معروضة الآن في مطار إلينغتون ، بالقرب من مركز جونسون للفضاء . أما الطائرة الأخرى (N931NA أو NASA 931، ورقمها التسلسلي السابق في سلاح الجو 63-7998)، فقد استخدمتها أيضًا شركتا يونيفرسال بيكتشرز وإيماجين إنترتينمنت لتصوير مشاهد انعدام الوزن في فيلم أبولو 13 ؛ وقد قامت برحلتها الأخيرة في 29 أكتوبر 2004، وهي محفوظة بشكل دائم في متحف بيما للطيران والفضاء في توكسون، أريزونا.

في عام 2005 استبدلت ناسا هذه الطائرات بطائرة ماكدونيل دوغلاس سي-9 بي سكاي ترين 2 (N932NA) التي كانت مملوكة سابقًا لشركة الخطوط الجوية الملكية الهولندية KLM والبحرية الأمريكية . [ 24 ]

أنهت وكالة ناسا برنامج أبحاث الجاذبية المنخفضة، وأوقفت عملياتها في يوليو 2014، بسبب مشاكل فنية في الطائرات. وقد تم استبدال البرنامج بعقود مع شركات خاصة.

اعتبارًا من عام 2015كان لدى ناسا عقد خدمات انعدام الجاذبية مع شركة زيرو جرافيتي (ZERO-G) واستخدمت طائرتها، جي فورس ون، وهي طائرة بوينغ 727-200 معدلة . [ 25 ]

مشغلون آخرون

في أواخر عام 2004، أصبحت شركة زيرو جرافيتي أول شركة في الولايات المتحدة تقدم رحلات انعدام الجاذبية للجمهور، باستخدام طائرات بوينغ 727. تتكون كل رحلة من حوالي 15 مسارًا مكافئًا، بما في ذلك محاكاة مستويات الجاذبية على سطح القمر والمريخ، بالإضافة إلى انعدام الوزن التام. [ 21 ]

في عام 2015، بدأت شركة خدمات رحلات الفضاء المتكاملة (ISS ) العمل كجهة تكامل للبحوث والتعليم تابعة للمجلس الوطني للبحوث في كندا للسوق الأمريكية، حيث تقدم خدمات شاملة في بيئة انعدام الجاذبية على متن طائرة فالكون 20 معدلة . [ 26 ] وقد أجرت ISS حملات بحثية سنوية في بيئة انعدام الجاذبية لتقييم بدلات الفضاء وغيرها من التقنيات ضمن مشروع PoSSUM . [ 27 ]

تقدم شركة أورورا إيروسبيس في أولدسمار، فلوريدا، رحلات انعدام الجاذبية باستخدام طائرة فوجي/روكويل كوماندور 700. كما تُستخدم هذه الطائرة لمحاكاة جاذبية القمر والمريخ. [ 28 ]

دوار السفر

بحسب جون يانيك، المدير السابق لبرنامج أبحاث الجاذبية المنخفضة، فإن القلق هو العامل الرئيسي في دوار السفر لدى الركاب. فالضغط الواقع على أجسامهم يُولّد شعورًا بالذعر، ما يؤدي إلى التقيؤ. ويُقدّر يانيك نسبة الركاب تقريبًا بأن "ثلثهم يُصابون بدوار شديد، والثلث الثاني بدوار متوسط، أما الثلث الأخير فلا يُصابون به على الإطلاق". ويُشار إلى التقيؤ بـ"المرض". [ 10 ]

يُستخدم السكوبولامين غالبًا كمضاد للقيء أثناء التدريب على الطائرات ذات الجاذبية المنخفضة. [ 29 ]

الاستخدام في إنتاج الوسائط

تم تصوير العديد من مشاهد فيلم أبولو 13 الذي صدر عام 1995 على متن طائرة ناسا KC-135 المكافئة للطائرات.

في عام 2016، قامت فرقة الروك OK Go بتسجيل فيديو موسيقي لأغنيتها المنفردة " Upside Down & Inside Out " على متن طائرة ذات جاذبية منخفضة، والذي تضمن تصميم رقصات بهلوانية تم ابتكارها خصيصًا لبيئة انعدام الجاذبية. [ 30 ]

قامت شركة إنتاج الأفلام الإباحية "برايفت ميديا ​​غروب" بتصوير فيلم إباحي بعنوان "تجربة أورانوس: الجزء الثاني" ، حيث تم تصوير مشهد جنسي في انعدام الجاذبية على متن طائرة ذات جاذبية منخفضة. كانت عملية التصوير صعبة للغاية من الناحيتين التقنية واللوجستية. لم تسمح قيود الميزانية إلا بتصوير لقطة واحدة مدتها 20 ثانية ، من بطولة الممثلين سيلفيا سانت ونيك لانغ. [ 31 ] وصرح بيرث ميلتون الابن ، رئيس مجلس الإدارة والرئيس التنفيذي لشركة "برايفت ميديا ​​غروب"، في عام 2000: "بالتأكيد لا أحد يرغب في الخوف من الطيران!" [ 32 ]

ظهرت شركة زيرو-جي في حلقة برنامج "ميثباسترز" التي تتناول مؤامرة هبوط ناسا على سطح القمر ، حيث قامت الشركة بنقل آدم سافاج وجيمي هاينمان على مسار طيران مُصمم خصيصًا لمحاكاة جاذبية القمر. وقد مكّن هذا سافاج من إعادة تمثيل لقطات نيل أرمسترونغ وهو يمشي على سطح القمر، مما فند الادعاءات بأن اللقطات كانت مزيفة .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "برنامج ناسا لأبحاث الجاذبية المنخفضة" . Jsc-aircraft-ops.jsc.nasa.gov. 17 مارس 2009. مؤرشف من الأصل بتاريخ 25 أغسطس 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 سبتمبر 2009 .
  2. ↑ "ناسا - ما هو مذنب القيء؟" . مؤرشف من الأصل في 5 مايو 2012. تم الاطلاع عليه في 15 مايو 2012 .
  3. ↑ هابر، فريتز؛ هابر، هاينز (1950). "طرق محتملة لإنتاج حالة انعدام الجاذبية لأغراض البحث الطبي". مجلة طب الطيران . 21 (5): 395-400 . PMID 14778792 . ملخص المقال: كامبل، مارك ر. (2009). "مبادئ الطب الفضائي الكلاسيكية: طرق ممكنة لخلق حالة انعدام الجاذبية لأغراض البحث الطبي". طب الطيران والفضاء والبيئة . 80 (12): 1077. doi : 10.3357/ASEM.26010.2009 . PMID 20027862 . 
  4. ↑ بوركهارد، فورد (28 أغسطس 1998). "وفاة فريتز هابر، 86 عامًا؛ محاكاة انعدام الوزن في الفضاء" . نيويورك تايمز .
  5. ↑ "المستشارة الجديدة تسلك طريقها الخاص | أخبار" . news-gazette.com. 16 أكتوبر 2011. تاريخ الاطلاع: 16 فبراير 2020 .
  6. ↑ "قطط عديمة الوزن - هل تهبط قطط الفضاء على أقدامها؟" . يوتيوب. 11 يناير 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 فبراير 2020 .
  7. ↑ "حمام في الفضاء" . يوتيوب. 2011-02-04 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-02-16 .
  8. ↑ ويليام تيريل طومسون، مقدمة في ديناميكيات الفضاء، دوفر 1986. ص 91.
  9. ↑ "مسار رحلة طائرة C-9B" . Jsc-aircraft-ops.jsc.nasa.gov. 17 مارس 2009. مؤرشف من الأصل بتاريخ 13 ديسمبر 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 سبتمبر 2009 .
  10. 1 2 غولايتلي، غلين (20 أكتوبر 1999). "رحلة مذنب القيء لها إيجابياتها وسلبياتها" . space.com. مؤرشف من الأصل في 10 مارس 2006.
  11. ↑ "انخفاض الجاذبية: مدونة مذنب القيء" . فيزيكس سنترال . 10 مايو 2005. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 نوفمبر 2007 .
  12. ↑ "فالكون 20 - المرافق - هيئة التنظيم النووي - المركز الوطني للبحوث النووية" . مؤرشف من الأصل في 11 يونيو 2011. تم الاطلاع عليه في 26 يونيو 2009 .
  13. ↑ "RMR: Rick and Zero Gravity" . يوتيوب. 16-06-2011 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-02-2016 .
  14. ↑ "شركة Exa وFae تطوران أول طائرة منعدمة الجاذبية في أمريكا اللاتينية" . Exa.ec. 10 أبريل 2008. تاريخ الاطلاع: 14 سبتمبر 2009 .
  15. ↑ "أصغر شخص يختبر انعدام الجاذبية" . Guinnessworldrecords.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 سبتمبر 2009 .
  16. ↑ "نبذة عنا في Air Zero-G" . airzerog.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مارس 2014 .
  17. ↑ "برنامج A300 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية للطائرات عديمة الجاذبية" (باللغة الهولندية). Spaceflight.esa.int. مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 أغسطس 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 سبتمبر 2009 .
  18. ↑ "CNES: PR56-2004 - حملة طيران مكافئ جديدة" . مؤرشف من الأصل في 27 يونيو 2009. تم الاطلاع عليه في 4 أكتوبر 2008 .
  19. ↑ «رائد فضاء فرنسي يؤدي حركة "المشي على سطح القمر" خلال رحلة مكافئة للأرض - مجلة إير آند كوزموس الدولية» . مجلة إير آند كوزموس الدولية . تاريخ الاسترجاع: 29 أغسطس 2017 .
  20. ↑ ""المومياء": كواليس مشهد انعدام الجاذبية (حصري) . هوليوود ريبورتر . تاريخ الاطلاع: 29 أغسطس 2017 .
  21. 1 2 بويل، آلان (16 سبتمبر 2004). "رحلات انعدام الجاذبية تصبح شائعة" . أخبار إن بي سي. مؤرشف من الأصل في 29 أغسطس 2014. تم الاسترجاع في 14 سبتمبر 2009 .
  22. ↑ شارما، ريتو (4 مارس 2024). "من طيارين مقاتلين إلى رواد فضاء - كيف ساعدت طائرات IL-76 الهند في تدريب روادها "فيومروت" لأول مهمة فضائية مأهولة" . آخر الأخبار الآسيوية والشرق أوسطية والأوراسية والهندية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 مايو 2024 .
  23. ↑ "رواد فضاء ميركوري في رحلة انعدام الوزن على متن طائرة سي-131" . 2006-08-02. مؤرشف من الأصل في 2015-02-14 . تم الاطلاع عليه في 2013-05-14 .. تحتوي الصفحة على صورة لوكالة ناسا مؤرخة في 01/01/1959 .
  24. ↑ "تاريخ طائرة C-9B" . وكالة ناسا . مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 ديسمبر 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 سبتمبر 2009 .
  25. ↑ "برنامج فرص الطيران" . ناسا . تم الاسترجاع في 22-04-2013 .
  26. ↑ "خدمات رحلات الفضاء المتكاملة" . Integratedspaceflight.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2015-04-06 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  27. ↑ "بدلة فضاء خاصة تخضع لاختبارات انعدام الجاذبية استعدادًا للرحلة التجارية" . 2017-11-20 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-08-07 .
  28. ↑ "برامجنا التدريبية" . أورورا إيروسبيس . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30-01-2009.
  29. ↑ فيبس، دبليو إس؛ ين، زد؛ باي، سي؛ شارب، جيه زد؛ بشارة، إيه إم؛ نيلسون، إي إس؛ ويفر، إيه إس؛ براون، دي؛ مكاي، تي إل؛ غريفين، دي؛ تشان، إي واي (2014). "عروض توضيحية للأجهزة في بيئة منخفضة الجاذبية لنموذج أولي مصغر لجهاز قياس التدفق الخلوي وتقنية الخلط الميكروفلويدي المصاحبة له" . مجلة التجارب المرئية (93) e51743. doi : 10.3791/51743 . PMC 4354048. PMID 25490614 .  
  30. ↑ ألين، ريت (12 فبراير 2016). "فيزياء فيديو OK Go الجديد الملحمي في انعدام الجاذبية" . مجلة Wired . الرقم الدولي الموحد للدوريات 1059-1028 . تاريخ الاسترجاع 23 يوليو 2021 . 
  31. ↑ "فيلم جنسي في انعدام الجاذبية مرشح لجائزة" . SPACE.com . 16 مايو 2000. مؤرشف من الأصل في 20 يونيو 2000. تم الاطلاع عليه في 25 يناير 2014 .
  32. ↑ ""للانطلاق بجرأة": ستار تريك، الجنس والفضاء" . SPACE.com . 16 مايو 2000. مؤرشف من الأصل في 6 يوليو 2008.

للمزيد من القراءة