Кіріспе
Тұрақты қанатты ұшақ, қысқа мерзімді салмақсыз ортаны қамтамасыз етеді.
Төмендетілген гравитациялық ұшақ – астронавттарды дайындау, ғылыми зерттеулер жүргізу және гравитациясыз фильмдер түсіру үшін қысқа мерзімдік, дерлік салмақсыз ортаны ұсынатын тұрақты қанатты ұшақ түрі. Мұндай ұшақтардың түрлерін NASA-ның Төмендетілген Гравитациялық Зерттеу бағдарламасы пайдаланған, ал қазіргі уақытта біреуін Еуропалық Ғарыш Агенттігінің Адаммен ғарышқа ұшу және роботтық зерттеу бағдарламалары басқарады. Осы ұшақтарда болғандар арасында "құсып тастау кометасы" деген бейресми есім кеңінен таралды.
Тарих
Параболалық ұшуды салмақсыздық жағдайын модельдеудің бір жолы ретінде алғаш 1950 жылы неміс аэроғарыш инженері Фриц Хабер және оның інісі, физик Хайнц Хабер ұсынған. Хайнц Хабер Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін «Қағаз қысымы» операциясы аясында АҚШ-қа әкелінді. Сонымен қатар, Ши Чун Ванг NASA үшін астронавттардағы жүрек ауруын зерттеді, бұл «құсу кометасын» жасауға ықпал етті. Параболалық ұшулар кейде тірі организмге салмақсыздықтың әсерін зерттеу үшін пайдаланылады. Адамдар ең көп кездесетін жолаушылар болғанымен, жануарлар да кейде эксперименттерге қатысады, оның ішінде салмақсыздық үй мысығының денені түзеу рефлексіне және көгершіннің салмақсыз күйде бағыт табу әрекеттеріне қалай әсер ететінін зерттеген маңызды тәжірибелер де бар.
Жұмыс істеу қағидалары
Ұшақ Жер ортасымен салыстырғанда параболалық ұшу жолымен қозғалғандықтан, оның жолаушыларына салмақсыздық сезімін сыйлайды. Осы жолмен ұшақ пен оның жүгі ұшу жолының белгілі бір нүктелерінде еркін құлауға түседі. Ғарышкерлерге Жер орбитасында болудың қандай екенін көрсету үшін ұшақ осылай пайдаланылады. Осы кезеңде ұшақ өз ішіндегілерге ешқандай жер реакция күшін көрсетпейді, нәтижесінде салмақсыздық сезімі туындайды. Алғашқыда ұшақ қозғалтқыш күші мен лифт басқаруын қолдана отырып, 45 градус бұрышпен жоғары көтеріледі. Салмақсыздық сезімі қозғалтқыш күшін азайту және ұшақты бейтарап немесе "көтерілмейтін" жағдайға келтіру арқылы қол жеткізіледі, бұл ұшақтың баллистикалық траекторияны ұстауына мүмкіндік береді, ал қозғалтқыш күші ауа кедергісін толық өтеуге бағытталған. Салмақсыздық көтерілу кезінде басталып, "төбеден өтуге" дейін жалғасады, ұшақ төмен қарай 30 градусқа бұрылғанша. Осы сәтте ұшақ жоғары жылдамдықпен төмен қарай бағытталғандықтан, маневрді қайталау үшін мұрынды жоғары көтеру қажет. Төмен қарай, ең төменгі нүктеде және қайта жоғары көтерілу кезінде күштер гравитациядан шамамен екі есе артық болады. Бұл ұшақ қайтадан жоғары қарай траекториясының жартысына жеткенге дейін жалғасады, содан кейін ұшқыш қозғалтқыш күшін тағы да азайтып, мұрынды төмендетеді. Бұл ұшақ астронавттарды нөлдік гравитацияда маневр жасауға дайындау үшін қолданылады, әр параболадағы 65 секундтық ұшудың 25 секунды салмақсыздыққа мүмкіндік береді. Мұндай жаттығулар кезінде ұшақ әдетте 40-60 параболалық маневр орындайды. Жолаушылардың үштен екісінде бұл ұшулар ауыруға шақырып, теңсіздік тудырады, сондықтан ұшаққа "құсу кометасы" деген лақап ат қойылған.
Канада
Канада ғарыш агенттігі мен Ұлттық зерттеу кеңесі микрогравитацияны зерттеу үшін Falcon 20 ұшағын пайдаланады. Бұл шағын ұшақ әдетте адамдардың еркін қалқып, салмақсыздық сезімін бастан кешіруі үшін қолданылмайды; алайда, комик Рик Мерсер өзінің шоуының бір бөлімі үшін осылай жасады.
Эквадор
Латын Америкасында қызметке түскен алғашқы нөлдік гравитациялық (zero G) ұшақ – «Кондор» лақап атымен белгілі T 39 Sabreliner ұшағы. Ол 2008 жылдың мамыр айынан бері Эквадордың азаматтық ғарыш агенттігі мен Эквадор әуе күштері үшін пайдаланылуда. 2008 жылдың 19 маусымында бұл ұшақ жеті жасар баламен ұшты, ол микрогравитацияда ұшқан ең жас адам ретінде Гиннес рекордтар кітабына енді.
Еуропа
1984 жылдан бері ESA және CNES NASA-ның KC 135, Caravelle, Ilyushin Il 76MDK және Zero G деп аталатын Airbus A300 сияқты әртүрлі ұшақтарда төмен гравитациялық миссияларды жүзеге асырып келеді. 2014 жылы A300 ұшағы жаңартылған Airbus A310 ұшағының пайдасына тоқтатылды, ол да Zero G деп аталды. Ол Франциядағы Бордо-Мериньяк әуежайында орналасқан және Novespace компаниясымен басқарылады, сонымен қатар Париж Ле Бурже әуежайынан және Швейцариядағы Дюбендорф әуе базасынан да ұшқан. 1997 жылдан бері CNES-тің еншілес компаниясы Novespace осы рейстерді басқарумен айналысады. Бұл ұшақ сондай-ақ Novespace операторы мен француз компаниясының серіктестігімен Air Zero G бренді астында жалпы жолаушыларға коммерциялық рейстер ұйымдастыру үшін де қолданылады. 2017 жылы Том Круз және Аннабель Уоллис «Мумия» фильмін түсіру үшін бұл ұшақты кино мақсаттарында да пайдаланған.
Ресей
Ресейде Ильюшин Ил-76МДК әуе кемесімен коммерциялық рейстер ұсынылады; бірнеше АҚШ компаниясы осы әуе кемелеріндегі рейстерді брондап алады.
NASA-ның
NASA көп жылдар бойы түрлі ұшақтарда ауырлықсыздық ұшуларын жүзеге асырды. 1959 жылы «Меркурий» жобасының ғарышкерлері «C-131 Самаритян» ұшағында, «түкіру кометасы» деп аталды, жаттығудан өтті. Екі KC-135 Stratotanker 2004 жылдың желтоқсанына дейін пайдаланылды, содан кейін қызметтен шығарылды. Біріншісі, тіркеу нөмірі KC-135A N930NA (сондай-ақ NASA 930 деп те аталады, бұрынғы USAF сериялық нөмірі 59-1481), NASA 1973 жылы оны сатып алғаннан кейін 58 000-нан астам парабола ұшты, ал 1995 жылы қызметтен шығарылды. Қазір ол Джонсон ғарыш орталығының жанындағы Эллингтон әуежайында қойылған. Екіншісі (N931NA немесе NASA 931, бұрынғы AF сериялық нөмірі 63-7998) «Аполлон-13» фильмінде салмақсыздық көріністерін түсіру үшін Universal Pictures және Imagine Entertainment компаниялары тарапынан да пайдаланылды; ол 2004 жылдың 29 қазанында соңғы рейсін жасады және Аризона штатының Тусон қаласындағы Пима әуе және ғарыш мұражайында тұрақты түрде сақталады. 2005 жылы NASA бұл ұшақтарды KLM Royal Dutch Airlines және АҚШ Әскери-теңіз күштеріне бұрын тиесілі болған McDonnell Douglas C-9B Skytrain II (N932NA) ұшағымен алмастырды. 2014 жылдың шілдесінде ұшақтардың техникалық проблемаларына байланысты NASA қысқартылған гравитацияны зерттеу бағдарламасын аяқтады және жұмысын тоқтатты. Оның орнына жеке компаниялармен келісімшарттар жасалды. 2015 жылдан бастап NASA Zero Gravity Corporation (ZERO G) компаниясымен микрогравитация қызметтері бойынша келісімшартқа ие болды және оның G FORCE ONE ұшағын, модификацияланған Boeing 727-200 пайдаланды.
Басқа операторлар
2004 жылдың соңында Zero Gravity Corporation компаниясы Boeing 727 ұшақтарын пайдалана отырып, жалпы жұртшылыққа нөлдік гравитация рейстерін ұсынған АҚШ-тағы алғашқы компания болды. Әрбір ұшу шамамен 15 параболадан тұрады, оның ішінде Ай мен Марстың гравитациялық деңгейін имитациялау, сондай-ақ толық салмақсыздық жағдайы бар. Бұл профиль ZERO G клиенттеріне ең аз қозғалыс дискомфортымен салмақсыздықты сезінуге мүмкіндік береді. 2015 жылы Integrated Spaceflight Services компаниясы АҚШ нарығы үшін Канада Ұлттық зерттеулер кеңесінің ғылыми-зерттеу және білім беру интеграторы ретінде жұмыс іле бастады, модификацияланған Falcon 20 ұшағында кеңейтілген төмен гравитациялық қызметтер ұсынды. ISS жыл сайын микрогравитациялық зерттеу шараларын жүргізіп, PoSSUM жобасы арқылы ғарыш костюмдері мен басқа да технологияларды бағалайды. Флорида штатының Олдсмар қаласындағы Aurora Aerospace компаниясы Fuji/Rockwell Commander 700 ұшағын пайдалана отырып, нөлдік гравитациямен ұшуды ұсынады. Ол сондай-ақ Ай мен Марстың гравитациясын имитациялау үшін де қолданылады.
Ұшу ауыруы
Бұрынғы "Төмендетілген гравитациялық зерттеулер" бағдарламасының директоры Джон Яниектің сөзінше, жолаушылардың әуеде ауыруына ең көп әсер ететіні – алаңдаушылық. Денелеріне түсетін стресс паникалық сезім тудырады, соның салдарынан жолаушы құсады. Яниец жолаушылардың шамамен үштен бірінің қатты ауыратынын, келесі үштен бірінің орташа ауыратынын, ал соңғы үштен бірінің мүлдем ауырмайтынын айтады. Құсу "ауру" деп аталады.
Медиа өндірісінде пайдалану
1995 жылы түсірілген "Аполлон-13" фильмі NASA-ның KC 135 параболалық ұшағының бортында көптеген сахналарды түсірді. 2016 жылы OK Go рок-тобы өздерінің "Upside Down & Inside Out" синглына музыкалық бейнеклипті гравитациясы төмендетілген ұшақта түсірді, онда нөлдік гравитация ортасы үшін арнайы жасалған акробатикалық хореография қолданылды. Ересектерге арналған контент өндіретін Private Media Group компаниясы "Уран эксперименті: Екінші бөлім" атты порнографиялық фильм түсірді, онда гравитациясы төмендетілген ұшақта нөлдік гравитацияда жыныстық қатынас сахнасы түсірілді. Түсіру процесі техникалық және логистикалық жағынан өте қиын болды. Бюджет шектеулері актерлер Сильвия Сент пен Ник Лангтың қатысуымен 20 секундтық бір ғана кадрға мүмкіндік берді. 2000 жылы Private Media Group компаниясының президенті және бас директоры Берт Милтон: "Әрине, ұшудан қорқуға болмайды!" деді. ZERO G корпорациясы MythBusters бағдарламасының NASA Айға қондыру конспирологиясы эпизодында көрсетілді, онда Адам Савидж пен Джейми Хайнеманды Айдың гравитациясын қайталау үшін арнайы ұшу маршрутымен ұшырды. Бұл Савиджке Нил Армстронгтың Айда жүргенін бейнелеуге және кадрлар жасалған деген күдіктерді сейілтуге мүмкіндік берді.