การฝึกอบรมเพื่อเป็นนักบินอวกาศนั้น ผู้สมัครต้องอดทนต่อการทดสอบที่หนักหน่วงและหนักหน่วง เครื่องจักรและเครื่องจำลองต่างๆ จะวัดการตอบสนองของผู้ฝึกแต่ละคนต่อความเข้มงวดของการเดินทางในอวกาศ ทุกวันนี้ อุตสาหกรรมที่ไม่เกี่ยวข้องโดยสิ้นเชิงใช้เครื่องจำลองและอุปกรณ์อื่นๆ เหล่านี้เพื่อจุดประสงค์ที่แตกต่างกัน นั่นคือ ความบันเทิง
เอื้อเฟื้อภาพโดย Zero Gravity Corporation เล่นกับผู้โดยสารคนอื่นๆ ในสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำ |
เครื่องจำลองเหล่านี้ไม่กี่เครื่องดึงดูดประชาชนทั่วไปมากกว่าการบินด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ เกือบทุกคนใฝ่ฝันที่จะลอยตัวเหมือนนักบินอวกาศในอวกาศ ปัจจุบันNASA ใช้ เครื่องบินC-9ที่ได้รับการดัดแปลงเพื่อสร้างการจำลอง สภาพแวดล้อมที่ ไม่มีน้ำหนักทั้งเพื่อวัตถุประสงค์ในการฝึกอบรมและเพื่อดำเนินการทดลองที่ไม่มีน้ำหนัก (โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายมหาศาลในการเดินทางในอวกาศ) จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ มีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่ได้รับสิทธิพิเศษในการสัมผัสประสบการณ์เที่ยวบินเหล่านี้ วันนี้ บริษัทที่ชื่อ Zero Gravity Corporation (ZERO-G) นำเสนอประสบการณ์นี้แก่สาธารณชนทั่วไป
ในบทความนี้ เราจะมาเรียนรู้เกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง การตกอย่างอิสระ และการขึ้นเครื่องบินที่เรียกว่า "ดาวหางอาเจียน" เป็นอย่างไร เราจะเริ่มด้วยการสัมผัสกับความไร้น้ำหนัก
- จำลองความไร้น้ำหนัก
- LMT ที่ใหญ่ที่สุดในโลก
- การแต่งตัว
- การกระโดด
- ภายใน G-FORCE-ONE
จำลองความไร้น้ำหนัก
แล้วเราจะจำลองสภาวะไร้น้ำหนักโดยไม่หนีแรงโน้มถ่วงของโลกได้อย่างไร ? คำตอบที่ง่ายที่สุดคือเราสังเกตวัตถุตกอย่าง อิสระ การตกอย่างอิสระคือเมื่อวัตถุตกอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง เพียงอย่าง เดียว เนื่องจากแรงต้านของอากาศวัตถุไม่สามารถตกอย่างอิสระได้อย่างแท้จริงโดยไม่ได้อยู่ในสุญญากาศ
ได้รับความอนุเคราะห์จาก Zero Gravity Corporation Zero Gravity Corporation เส้นทางการบินแบบพาราโบลา |
เพื่อให้ผู้โดยสารในเครื่องบินสัมผัสประสบการณ์การตกอย่างอิสระได้อย่างปลอดภัย เครื่องบินจะต้องปีนขึ้นไปในมุมสูงชัน ระดับออก จากนั้นดำน้ำสร้างเส้นทางที่เรียกว่าส่วนโค้งพาราโบลาหรือที่เรียกว่าเส้นทางเคปเลอ เรียน หรือเส้นทางตกฟรี ในส่วนโค้งพาราโบลาที่แท้จริง แรงเร่งเพียงอย่างเดียวคือแรงโน้มถ่วงที่ดึงในแนวตั้ง - ความเร็ว แนวนอน ยังคงที่ เนื่องจากแรงต้านของอากาศ วัตถุในชั้นบรรยากาศของโลกจึงเดินทางเป็นส่วนโค้งที่ใกล้เคียงกับพาราโบลาจริงเท่านั้น
โดยปกติ เครื่องบินของ ZERO-G ที่เรียกว่า G-FORCE-ONE จะบินที่ระดับความสูง 24,000 ถึง 32,000 ฟุต สิ่งนี้ทำให้นักบินมีพื้นที่เพียงพอในการเคลื่อนเครื่องบินอย่างปลอดภัยผ่านเส้นทางการบิน เครื่องบินร่อนลงต้องเริ่มต้นที่ระดับความสูงเพื่อให้มีระยะทางเพียงพอสำหรับนักบินที่จะดึงออกจากการดำน้ำได้อย่างปลอดภัย ขณะที่เครื่องบินไต่ขึ้นสู่จุดสูงสุดของส่วนโค้ง นักบินจะปรับทิศทางเครื่องบินเป็นมุม 45 องศา ในระหว่างการปีน ความเร่งของเครื่องบินและแรงโน้มถ่วงทำให้เกิดแรงดึง 1.8 เท่าของแรงโน้มถ่วงเพียงอย่างเดียว ผู้โดยสารจะมีน้ำหนักเกือบสองเท่าตามปกติ
ได้รับความอนุเคราะห์จาก Zero Gravity Corporation ผู้โดยสารบน G-FORCE-ONE |
นักบินดึงเครื่องบินออกจากการดำน้ำเพื่อให้ส่วนโค้งระหว่างส่วนโค้งหนึ่งกับส่วนโค้งถัดไปอยู่ที่ระดับความสูง 24,000 ฟุต ขณะที่เครื่องบินดึงออกจากการดำน้ำและเริ่มไต่ระดับอีกครั้ง ผู้โดยสารจะได้สัมผัสกับแรงโน้มถ่วง 1.8 เท่าของแรงโน้มถ่วงอีกครั้ง เที่ยวบิน ZERO-G ทั่วไปประกอบด้วยส่วนโค้งพาราโบลา 15 อัน ขณะที่เที่ยวบินของ NASA อาจมีมากถึง 100 อัน
ในหัวข้อถัดไป เราจะมาดูกันว่าผู้โดยสารเตรียมตัวอย่างไรสำหรับภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ และอาการเมารถ
LMT ที่ใหญ่ที่สุดในโลก
LMT ที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือ Large Zenith Telescope ในบริติชโคลัมเบีย กระจกเหลวหมุนได้กว้างเกือบ 20 ฟุตและหนัก 3 ตัน ทำให้เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่เป็นอันดับสามในอเมริกาเหนือ จานที่เก็บปรอทถูกประดิษฐ์จากส่วนหกเหลี่ยมติดกาวเข้าด้วยกันเพื่อสร้างเปลือก แต่ละชิ้นมีแกนโฟมความหนาแน่นสูงหุ้มด้วยไฟเบอร์กลาส เพื่อให้เปลือกมีรูปร่างเว้า มันถูกให้ความร้อนในเตาอบขนาดใหญ่ ผนังที่ขอบกระจกช่วยป้องกันปรอทไม่ให้หกเลอะเทอะ
|
ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของ LMT คือต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ กล้องโทรทรรศน์เหลวมีค่าใช้จ่ายในการสร้างน้อยกว่ากระจกอลูมิเนียมขัดเงาที่มีขนาดใกล้เคียงกันมาก ตัวอย่างเช่น Large Zenith Telescope มีราคา 1 ล้านเหรียญ กล้องส่องทางไกลกระจกที่เปรียบเทียบได้จะมีราคาสูงกว่าการสร้างถึง 100 เท่า และค่าบำรุงรักษา LMT ที่ถูกกว่า สาเหตุหลักมาจากกระจกเหลวไม่จำเป็นต้องทำความสะอาด ปรับแต่ง หรือทำเป็นอะลูมิเนียม แน่นอนว่ายังมีข้อเสียอยู่บ้าง ปรอทเป็นพิษอย่างยิ่ง ดังนั้นการทำงานกับปรอทจึงมีความเสี่ยงต่อสุขภาพในระยะยาว ไม่เพียงเท่านั้น จานที่มีสารปรอทสามารถเอียงได้ก่อนที่ของเหลวจะหกออกมาเท่านั้น ซึ่งจะจำกัดมุมมองของ LMT ซึ่งสามารถมองตรงๆ ได้เท่านั้น |
ฐานรองจานเป็นโครงเหล็กและแผ่นรองปรับระดับได้ 19 อัน ในทางกลับกัน โครงถักได้รับการสนับสนุนโดยลูกปืนอากาศสแตนเลสที่ออกแบบมาสำหรับกล้องโทรทรรศน์ซีนิธขนาดใหญ่เท่านั้น ตลับลูกปืนลมเป็นตลับลูกปืนชนิดพิเศษที่ใช้ฟิล์มบางของอากาศอัดแรงดันเพื่อทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นรอบเพลาที่หมุนกระจก ตลับลูกปืนธรรมดาที่ใช้น้ำมันหล่อลื่นจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าเนื่องจากทำให้เกิดการสั่นสะท้านและการหมุนที่ไม่เสถียรซึ่งทำให้คุณภาพของภาพลดลง ตลับลูกปืนลมช่วยขจัดปัญหาเหล่านี้ได้ ส่งผลให้การหมุนเป็นไปอย่างราบรื่นไร้การสั่นสะเทือน มอเตอร์ DC แบบไม่มีแปรงในตัวจะเปลี่ยนแกนหมุนของตลับลูกปืนอากาศและสามารถหมุนน้ำหนักได้มากถึง 10 ตันที่ประมาณ 10 รอบต่อนาที
ได้รับความอนุเคราะห์จาก Professional Instrument Company แกนหมุนลูกปืนลมที่ด้านล่างของกล้องโทรทรรศน์กระจกเหลว |
ปัญหาเดียวของกล้องโทรทรรศน์ซีนิธขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นปัญหาเดียวกับกล้องโทรทรรศน์โลกทั้งหมด คือ ตำแหน่งของมัน แม้จะอยู่ที่ระดับความสูง 1,295 ฟุต ทิวทัศน์ของท้องฟ้าก็ยังคงปกคลุมไปด้วยบรรยากาศ หากวางกระจกส่องกล้องดูดาวแบบกระจกเหลวไว้บนดวงจันทร์ ซึ่งไม่มีชั้นบรรยากาศใดๆ ขวางกั้นรังสีอัลตราไวโอเลต อินฟราเรด และพลังงานรูปแบบอื่นๆ ก็อาจให้ผลลัพธ์ที่น่าประทับใจยิ่งขึ้นไปอีก แต่ดังที่เราจะเห็นในหัวข้อถัดไป การสร้าง LMT บนดวงจันทร์แสดงถึงความท้าทายในตัวเอง
การแต่งตัว
หากคุณต้องการสัมผัสประสบการณ์การบินแบบไร้แรงโน้มถ่วง คุณสามารถจองการเดินทางกับ G-FORCE-ONE ซึ่งเป็นเครื่องบินโบอิ้ง 727-200 ที่ได้รับการดัดแปลง ผ่านทางเว็บไซต์ ZERO-G หรือที่ร้าน Sharper Image ในพื้นที่ของคุณในราคา 3,500 ดอลลาร์ แพ็คเกจนี้รวมเที่ยวบินของคุณ สินค้าที่ไม่เหมือนใคร และการเฉลิมฉลองหลังเที่ยวบิน (หรือขึ้นอยู่กับมุมมองของคุณ การลดน้ำหนักชั่วคราวของคุณอย่างมากขึ้นอยู่กับมุมมองของคุณ) ผู้โดยสารต้องมีอายุอย่างน้อย 15 ปีหากไม่มีผู้ดูแล หรือ 12 ปีหากเดินทางกับพ่อแม่หรือผู้ปกครอง
|
ตามที่บริษัทระบุ คนส่วนใหญ่เริ่มมีอาการเมารถหลังจากที่เครื่องบินเดินทางผ่านโค้งพาราโบลา 25 โค้งขึ้นไป บริษัทจำกัด G-FORCE-ONE ไว้ที่ 15 ส่วนโค้งต่อเที่ยว [ที่มา: Zero Gravity Corporation ] บริษัทยังให้บริการ Dramamine สำหรับผู้โดยสารที่มีแนวโน้มจะเมารถ |
หลังจากที่คุณจองเที่ยวบินแล้ว บริษัทจะจัดส่งแพ็คเก็ตข้อมูลและแบบฟอร์มเพื่อกรอกให้คุณทางไปรษณีย์ แบบฟอร์มรวมถึงการสละสิทธิ์และคำแถลงว่าคุณไม่ได้ทุกข์ทรมานจากอาการหรือความเจ็บป่วยใด ๆ ที่อาจเลวร้ายลงระหว่างเที่ยวบิน ผู้โดยสารบางคนอาจต้องได้รับอนุญาตจากแพทย์ก่อนที่บริษัทจะอนุญาตให้ไปสัมผัสประสบการณ์ได้
ในวันเดินทาง คุณจะต้องเดินทางไปยังสถานที่ที่เหมาะสม โดยปกติแล้วจะเป็นสนามบิน นานาชาติแมคคาร์เร นในลาสเวกัส หรือศูนย์อวกาศเคนเนดีในฟลอริดา เมื่อคุณไปถึงสนามบิน คุณจะต้องเช็คอินกับ ศูนย์การบินที่คุณจะได้รับชุดเที่ยวบินของคุณเอง
ได้รับความอนุเคราะห์จาก KC-135A ของ NASA NASA ในการ ขึ้น 45 องศา |
ในหัวข้อถัดไป เราจะมาดูกันว่าการตีลังกาด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์เป็นอย่างไร
การกระโดด
เมื่อช่วงถามตอบสิ้นสุดลง ก็ถึงเวลาขึ้นเครื่องบิน ผู้โดยสารนั่งท้ายเครื่องซึ่งดูเหมือนเครื่องบิน 727 ปกติ ยกเว้นหน้าต่างที่ไม่มีหน้าต่าง คุณจะต้องคาดเข็มขัดนิรภัย และนักบินจะขับเครื่องบินไปที่รันเวย์และบินขึ้นเช่นเดียวกับเที่ยวบินอื่นๆ เมื่อคุณไปถึงระดับความสูงของการล่องเรือแล้ว ก็ถึงเวลาปลดเข็มขัดนิรภัยและเคลื่อนไปยังพื้นที่เล่นของเครื่องบิน ซึ่งคุณจะนอนราบขณะเตรียมตัวสำหรับการปีนขึ้นที่สูงชันครั้งแรก ซึ่งในระหว่างนั้น g-force จะเพิ่มขึ้น
เอื้อเฟื้อภาพโดยบริษัท Zero Gravity Corporation แต่ละเที่ยวบินมีพาราโบลา 15 อัน รวมแรงโน้มถ่วงที่ลดลงทั้งหมดเจ็ดถึงแปด นาที |
แต่ละเที่ยวบินมีพาราโบลา 15 อัน ซึ่งหมายความว่าคุณจะได้สัมผัสกับแรงโน้มถ่วงที่ลดลงเจ็ดถึงแปดนาที เมื่อเครื่องบินเสร็จสิ้นโค้งพาราโบลาสุดท้าย คุณจะกลับไปที่บริเวณที่นั่งและรัดสายรัดเพื่อลงจอด เมื่อกลับถึงสนามบิน คุณจะออกจากเครื่องบินเพื่อไปงานเลี้ยงหลังเที่ยวบิน พร้อมแชมเปญและของที่ระลึกฟรี
|
แรงโน้มถ่วง ของโลกนั้นแรงกว่าดาวอังคารประมาณสามเท่าและแรงกว่าแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ประมาณหกเท่า |
ในส่วนถัดไป เราจะมาดูกันว่าโบอิ้ง 727-200 ได้รับการปรับปรุงใหม่อย่างไรให้ทนต่อแรงโค้งงอได้ 15 โค้ง
ภายใน G-FORCE-ONE
แพทย์ Peter Diamandis และ Byron Lichtenberg ก่อตั้ง ZERO-G ในปี 1993 ด้วยความตั้งใจที่จะสร้างบริษัทบันเทิงและการท่องเที่ยว ในอวกาศ NASAเคยดำเนินการเที่ยวบินที่มีแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์โดยใช้เครื่องบินโบอิ้ง KC-135A Stratotankerซึ่งเดิมได้รับการออกแบบให้เป็นเครื่องบินเติมน้ำมันบนเครื่องบิน Diamandis และ Lichtenberg ต้องการเครื่องบินที่เป็นไปตามระเบียบ FAA (Federal Aviation Administration) (NASA ได้รับการยกเว้นจากการรับรอง FAA แต่การเดินทางเชิงพาณิชย์ไม่ได้) แต่ก็สามารถทนต่อความเครียดที่เกี่ยวข้องกับการจำลองภาวะไร้น้ำหนักได้ เครื่องบินยังต้องเสียค่าใช้จ่ายในการซื้อและบำรุงรักษาน้อยกว่า KC-135A พวกเขามุ่งความสนใจไปที่ โบอิ้ ง727-200
เอื้อเฟื้อภาพโดย Zero Gravity Corporation ผู้โดยสารสามารถกินขนมในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีน้ำหนักและ ไม่เพิ่มน้ำหนัก ... อย่างน้อยก็จนกว่าพวกเขาจะลงจอด |
In 2004, the FAA granted ZERO-G the permission to conduct flights in a 727-200 using parabolic paths. The company flies over uninhabited areas that are out of the way of most commercial flight routes. Each flight takes place within an FAA-designated corridor about 100 miles long and 10 miles wide.
Photo courtesy of Zero Gravity Corporation ZERO-G’s Boeing 727-200, G-FORCE-ONE |
วิศวกรยังได้ออกแบบมาตรความเร่ง พิเศษ สำหรับห้องนักบินด้วย มาตรความเร่งจะวัดความเร็วและเส้นทางของเครื่องบินผ่านส่วนโค้งพาราโบลา เนื่องจากการมุ่งเน้นที่ ZERO-G ในการให้บริการความบันเทิงแก่ลูกค้า บริษัทรู้สึกว่าความสะดวกสบายของลูกค้าเป็นสิ่งสำคัญ (NASA พึ่งพานักบินของตนในการปฏิบัติตามเส้นทางพาราโบลาด้วยตนเองและไม่ค่อยกังวลเกี่ยวกับความราบรื่นของเที่ยวบิน) นักบินสามารถรับข้อมูลเส้นทางการบินได้ โดยจะทำการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยเมื่อจำเป็น เพื่อให้แน่ใจว่าส่วนโค้งแต่ละส่วนจะราบรื่นที่สุด
โบอิ้งออกแบบ 727 ให้ทนต่อแรงตั้งแต่ -0.1 G ถึง 2.5 G โหลด g เน้นระหว่างเที่ยวบินพาราโบลาบน G-FORCE-ONE ตั้งแต่ 0 G ถึง 1.8 G ซึ่งอยู่ในช่วงความปลอดภัย ZERO-G ตรวจสอบเครื่องบินเป็นประจำเพื่อดูสัญญาณความล้าของอุปกรณ์และความจำเป็นในการบำรุงรักษา
|
|
สำนักงานใหญ่ของบริษัทตั้งอยู่ในเมืองลาสเวกัส รัฐเนวาดา เที่ยวบินส่วนใหญ่มีต้นทางจากลาสเวกัสหรือศูนย์อวกาศเคนเนดีในฟลอริดา แต่เนื่องจากสนามบินหลายแห่งสามารถรองรับเครื่องบิน 727 ลำได้ บริษัทจึงเชิญชวนลูกค้าให้ใช้บริการเที่ยวบินเช่าเหมาลำจากสนามบินหลักที่ใกล้ที่สุด ที่ง่ายกว่ามากที่จะบรรลุความฝันตลอดชีวิตของการท้าทายแรงโน้มถ่วง
หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเที่ยวบินที่มีแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ โปรดดูลิงก์ในหน้าถัดไป
ข้อมูลเพิ่มเติมมากมาย
บทความที่เกี่ยวข้อง
- เครื่องบินทำงานอย่างไร
- สนามบินทำงานอย่างไร
- ดาวเทียมโคจรรอบโลกอย่างไร?
- มาตรวัดความเร็วในเครื่องบินทำงานอย่างไร?
- ดาวอังคารทำงานอย่างไร
- NASA ทำงานอย่างไร
- เครื่องบินอวกาศจะทำงานอย่างไร
- กระสวยอวกาศทำงานอย่างไร
- การท่องเที่ยวในอวกาศทำงานอย่างไร
- น้ำหนักตัวทำงานอย่างไร
ลิงค์ที่ยอดเยี่ยมเพิ่มเติม
- Zero Gravity Corporation
- NASA
- มูลนิธิรางวัลเอ็กซ์
แหล่งที่มา
- "การสลับฉากสั้น ๆ ใน zero-G" นักวิทยาศาสตร์ใหม่ ฉบับที่ 194 ฉบับที่ 2602 5/5/2007
- เดมป์ซีย์, โรเบิร์ต และคณะ "ขอบคุณสำหรับการบินดาวหางอาเจียน" ครูฟิสิกส์. ฉบับที่ 45 กุมภาพันธ์ 2550
- โกลด์, สก็อตต์. "ลอยได้อิสระและคล่องตัว" ลอสแองเจลีสไทม์ส 15 กันยายน 2547
- สัมภาษณ์ส่วนตัวกับ Dr. Peter Diamandis เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม 2550
- สแปงเกนเบิร์ก, เรย์และโมเซอร์, ไดแอน. "รถไฟเหาะที่สูงที่สุดในโลก" Final Frontier, ก.ย./ต.ค. พ.ศ. 2531
- สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา # 5,971,319 ระบบเปลี่ยนเครื่องบินเจ็ทเป็นปฏิบัติการบินพาราโบลา
- ซีโร่-จี คอร์ปอเรชั่น
http://www.gozerog.com
