저중력 항공기

Reduced-gravity aircraft
무중력 기동 궤도
1958년 11월 C-131 사마리아인이 "보미트 혜성"으로 비행하는 비행선에 머큐리스타노우츠 프로젝트
KC-135 0-G 항공기 별명 '보밋 혜성'
2007년 4월 중력 감소기에 탑승한 물리학자 스티븐 호킹

중력을 줄인 항공기는 고정익 비행기의 일종으로 우주 비행사 훈련, 연구 수행, 무중력 영화 촬영 등을 위한 짧은 무중력 환경을 제공한다.

그러한 비행기의 버전은 NASA 중력 감소 연구 프로그램에 의해 운영되었고,[1] 그 중 하나는 현재 유럽 우주국의 인간 우주 비행과 로봇 탐사 프로그램에 의해 운영되고 있다.비공식적인 별명인 '보미트 혜성'은 수술을 경험한 사람들 사이에서 인기를 끌었다.[2]

역사

무중력 상태를 시뮬레이션하는 포물선 비행은 1950년 독일의 항공우주 엔지니어 프리츠 하버와 독일의 물리학자 하인츠 하버에 의해 처음 제안되었다.[3]둘 다 제2차 세계대전 후 페이퍼클립 작전의 일환으로 미국으로 반입된 상태였다.[4]또한, 왕시춘은 NASA를 위해 우주 비행사들의 메스꺼움을 연구했고, 이것이 토사 혜성의 생성으로 이어졌다.[5]

포물선 비행은 무중력 상태가 살아있는 유기체에 미치는 영향을 조사하기 위해 가끔 사용된다.인간이 단연코 가장 흔한 승객이지만, 무중력 상태가 가정용 고양이의 우위 반사작용과[6] 무중력 상태에서 항해하려는 비둘기의 시도에 대한 주목할 만한 실험을 포함하여, 비인간 동물들은 때때로 실험에 관여해왔다.[7]

작동 원리

이 항공기는 탑승자에게 지구의 중심에 상대적인 포물선 비행 경로를 따라 무중력 상태를 느끼게 한다.[8]이 경로를 따라가는 동안 항공기와 탑재물은 비행 경로의 특정 지점에서 자유 낙하한다.이 항공기는 우주비행사들에게 지구 궤도를 도는 것이 어떤 것인지 보여주기 위해 이런 방식으로 사용된다.이 시간 동안 항공기는 내용물에 지상 반동력을 발휘하지 않아 무중력 감퇴를 일으킨다.

처음에는 엔진 추력과 엘리베이터 제어를 이용해 45도의 피치 각도로 상승한다.무중력 감각은 추력을 감소시키고 코를 낮춰서 항공기가 탄도 궤적을 따르도록 구성하며 엔진 추력은 항력을 정확히 보상한다.무중력 상태는 상승하는 동안 시작되어 우주선이 약 30도의 하강 피치 각도에 도달할 때까지 내내 지속된다.이 때, 이 기술은 빠른 속도로 아래쪽을 가리키고 있으며, 이 동작을 반복하기 위해서는 다시 코올리기를 시작해야 한다.그 힘은 아래, 아래, 위로 내려가는 길에 중력의 대략 두 배 정도 된다.이는 항공기가 다시 상승 궤적을 반쯤 올려놓을 때까지 내내 지속되며, 조종사는 다시 추력을 줄이고 코를 내린다.[9]

이 항공기는 제로그 기동훈련에 이용돼 각 포물선마다 65초 비행시간 중 약 25초 무중력 상태를 제공한다.그러한 훈련 동안, 비행기는 전형적으로 약 40–60 포물선 기동을 한다.승객의 약 3분의 2가량이 비행기 멀미로 인해 메스꺼움을 일으키며 비행기에 '보미트 혜성'이라는 별명을 부여한다.[10][11]

연산자

캐나다

캐나다 우주국과 국가연구위원회는 미세중력 연구에 사용되는 팰컨 20을 가지고 있다.[12]이 작은 비행기는 보통 사람들이 자유롭게 떠다니고 무중력 상태를 경험하기 위해 사용되지 않지만, 코미디언 릭 머서는 그의 쇼의 한 부분을 위해 그렇게 했다.[13]

에콰도르

무중력 에콰도르 승무원들.

중남미에서 최초로 취항한 제로 G 항공기는 2008년 5월부터 에콰도르 민간 우주국과 에콰도르 공군에서 운항한 '콘도르'라는 별칭의 T-39 세이브라이너다.[14]2008년 6월 19일, 이 비행기는 7세 소년을 태우고 극미중력 비행을 한 최연소 기네스 세계 기록을 세웠다.[15]

유럽

1984년 이후, ESA와 CNES는 NASA의 KC-135, 카라벨, 일류신 IL-76 MDK, 제로-G[fr]로 알려진 에어버스 A300을 포함한 다양한 항공기로 중력 감소 임무를 비행했다.2014년에 A300은 Zero-G라는 보다 현대적인 Airbus A310을 위해 단계적으로 폐지되었다.[16]노베스페이스가 운영하는 프랑스 보르도-메리냐크 공항에 본사를 두고 있으며, 파리 르 부르제 공항과 스위스 뒤벤도르프 공군기지에서도 비행을 해왔다.[17]1997년부터 CNES 자회사 노브스페이스가 이들 항공편의 관리를 맡아왔다.[18]

이 A310 Zero G[fr] 항공기는 에어 제로 G 브랜드로 운영자 노베스페이스와 에이비코사가 제휴하여 공공 승객을 위한 상업 비행을 실현하는 데도 사용된다.[19]이 항공기는 2017년 톰 크루즈와 아나벨 월리스가 '미라'에서 촬영하는 등 영화 용도로도 쓰였다.[20]

러시아

러시아에서는 일류신 일-76 제트기에 상업 항공편이 제공된다. 몇몇 미국 회사들은 이 제트기로 항공편을 예약한다.[21]

미국

제로 그라비티사의 피터 디아만디스

나사

A300-Zero-G.

NASA는 여러 해 동안 다양한 항공기로 무중력 비행을 했다.1959년 프로젝트 Mercury 우주비행사들은 C-131 사마리아 항공기를 타고 '보미트 혜성'으로 불리는 훈련을 받았다.[22]

트윈 KC-135 스트라토탱커는 2004년 12월까지 사용되었으나, 후에 은퇴했다.하나는, KC-135A 등록 N930NA(NASA 930, 이전의 USAF 일련번호 59-1481로도 알려져 있음)로, NASA가 그것을 인수한 후, 5만 8천 개의 포물선을 날린 후, 1995년에 은퇴했다.그것은 현재 존슨 우주 센터 근처의 엘링턴 필드에서 전시되고 있다.다른 한 편(N931NA 또는 NASA 931, 이전 AF 시리즈 번호 63-7998)은 유니버설 픽처스 앤 이매진 엔터테인먼트에서 영화 아폴로 13에서 무중력 상태를 포함한 촬영 장면에도 사용하였으며, 2004년 10월 29일에 마지막 비행을 하였으며 애리조나 투손의 피마 항공 우주 박물관에 영구 보관되어 있다.

2005년에 NASA는 이 항공기를 이전에 KLM 로열 더치 항공과 미국 해군이 소유했던 맥도넬 더글러스 C-9B 스카이트레인 II(N932NA)로 교체했다.[23]

NASA는 항공기 기술적 문제로 인해 2014년 7월 중력 감소 연구 프로그램을 체결하고 운영을 종료했다.민간 회사 계약으로 대체된다.

나사는 2015년 현재 제로 그라비티(ZERO-G)사와 미세중력 서비스 계약을 맺고 보잉 727-200을 개조해 자사 항공기인 지포스 원을 사용했다.[24]

기타 연산자

2004년 말, Zero Gravity Corporation은 보잉 727기를 이용하여 일반 대중에게 제로g 항공편을 제공한 미국 최초의 회사가 되었다.각 비행은 달과 화성의 중력 수준 시뮬레이션과 완전한 무중력 상태를 포함한 약 15개의 포물선으로 구성된다.[25]이 프로필은 ZERO-G의 고객들이 움직임의 불편함을 최소화하면서 무중력 상태를 즐길 수 있게 해준다.

2015년 통합우주비행서비스(Integrated Spaceflight Services)는 미국 시장을 위한 캐나다 국립연구회의 연구 및 교육 통합자로 활동하기 시작했으며, 개조된 팰컨 20 항공기에 대해 종합적인 중력 감소 서비스를 제공하고 있다.[26]ISS는 PoSSUM 프로젝트와 함께 우주복과 다른 기술을 평가하기 위해 매년 미세중력 연구 캠페인을 벌이고 있다.[27]

플로리다 올즈마르의 오로라 항공우주국은 후지/록웰 사령관 700을 이용한 제로g 항공편을 제공한다.달과 화성의 중력을 시뮬레이션하는 데도 쓰인다.[28]

비행기 멀미

전 중력 감소 연구 프로그램 책임자인 존 야니에에 따르면, 불안은 승객들의 비행기 멀미에 가장 크게 기여한다고 한다.그들의 몸에 가해지는 스트레스는 공포감을 유발하고 따라서 승객을 구토하게 한다.야니에프는 승객들의 대략적인 추정치를 제시하는데, "3분의 1이 심하게 아프고, 다음 3분의 1은 적당히 아프고, 마지막 3분의 1은 전혀 아프지 않다"고 한다.구토를 "ill"[10]이라고 한다.

스코폴라민은 중력 감소-항공기 훈련 동안 항항제제로 자주 사용된다.[29]

미디어 프로덕션에서 사용

2016년 록그룹 OK Go는 중력이 줄어든 항공기에서 싱글 'Iswins Down & Inside Out' 뮤직비디오를 녹음했는데, 이 뮤직비디오에는 무중력 환경을 위해 특별히 만들어진 곡예 안무가 포함됐다.[30]

성인 엔터테인먼트 제작사 프라이빗 미디어 그룹은 중력이 줄어든 항공기에서 무중력 성교 장면이 촬영된 포르노 영화 '천왕성 실험: 제2부'를 촬영했다.촬영 과정은 특히 기술적, 물류적 관점에서 어려웠다.예산 제약은 배우 실비아 생과 닉 랭이 출연하는 20초짜리 촬영 한 번만 허용되었다.[31]Private Media Group의 사장 겸 CEO인 Best Milton Jr.는 "비행하는 것을 두려워하고 싶지 않을 것이다, 그것은 확실하다!"[32]라고 말한다.

참고 항목

참조

  1. ^ "NASA Reduced Gravity Research Program". Jsc-aircraft-ops.jsc.nasa.gov. 2009-03-17. Archived from the original on 2009-08-25. Retrieved 2009-09-14.
  2. ^ "NASA - What's the Vomit Comet?". Archived from the original on May 5, 2012. Retrieved May 15, 2012.
  3. ^ 하버, 프리츠, 하버, 하인츠(1950년)."의료 연구를 위해 무중력 상태를 만들며의 가능한 방법".저널 항공 의학의. 21(5):395–400.PMID 14778792.이 기사의 요약:캠벨, 마크 R.(2009년).우주 의학에 "WBC.의료 research"의 무중력 상태를 만들며의 가능한 방법이었다.항공, 공간, 그리고 환경 의학. 80(12):1077년. doi:10.3357/ASEM.26010.2009. PMID 20027862.
  4. ^ Burkhard, Ford (1998-08-28). "Fritz Haber, 86, Dies; Simulated Weightlessness of Space". New York Times.
  5. ^ "New chancellor took her own path News". news-gazette.com. 2011-10-16. Retrieved 2020-02-16.
  6. ^ "Weightless Cats - Do Space Cats Land On Their Feet?". YouTube. 2011-01-11. Retrieved 2020-02-16.
  7. ^ "Pigeons In Space". YouTube. 2011-02-04. Retrieved 2020-02-16.
  8. ^ 윌리엄 티렐 톰슨 도버 1986년 우주역학 소개 페이지 91.
  9. ^ "C-9B Flight Trajectory". Jsc-aircraft-ops.jsc.nasa.gov. 2009-03-17. Archived from the original on 2009-12-13. Retrieved 2009-09-14.
  10. ^ a b Golightly, Glen (October 20, 1999). "Flying The Vomit Comet Has Its Ups And Downs". space.com. Archived from the original on 2006-03-10.
  11. ^ "Reduced Gravity: Vomit Comet Blog". PhysicsCentral. May 10, 2005. Retrieved 2007-11-07.
  12. ^ "Falcon 20 - Facilities - NRC-CNRC". Archived from the original on June 11, 2011. Retrieved June 26, 2009.
  13. ^ "RMR: Rick and Zero Gravity". YouTube. 2011-06-16. Retrieved 2016-02-24.
  14. ^ "Exa And Fae Develops First Zero-G Plane In Latin America". Exa.ec. 2008-04-10. Retrieved 2009-09-14.
  15. ^ "Youngest person to experience microgravity". Guinnessworldrecords.com. Retrieved 2009-09-14.
  16. ^ "Air Zero-G About Us". airzerog.com. Retrieved 2014-03-11.
  17. ^ "ESA's A300 Zero-G Program" (in Dutch). Spaceflight.esa.int. Archived from the original on 2009-08-28. Retrieved 2009-09-14.
  18. ^ "CNES : PR56-2004 - New parabolic flight campaign". Archived from the original on June 27, 2009. Retrieved October 4, 2008.
  19. ^ "French astronaut performs "Moonwalk" on parabolic flight - Air & Cosmos - International". Air & Cosmos - International. Retrieved 2017-08-29.
  20. ^ "'The Mummy': Behind the Scenes of That Zero-G Stunt (Exclusive)". The Hollywood Reporter. Retrieved 2017-08-29.
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  22. ^ 페이지에는 NASA의 01/01/1959일자 사진이 있다"Mercury Astronauts in Weightless Flight on C-131 Aircraft". 2006-08-02. Archived from the original on 2015-02-14. Retrieved 2013-05-14..
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  25. ^ Boyle, Alan (2004-09-16). "Zero-gravity flights go mainstream". NBC News. Retrieved 2009-09-14.
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  28. ^ "Our Training Programs". Aurora Aerospace. Archived from the original on 2009-01-30.
  29. ^ Phipps, WS; Yin, Z; Bae, C; Sharpe, JZ; Bishara, AM; Nelson, ES; Weaver, AS; Brown, D; McKay, TL; Griffin, D; Chan, EY (2014). "Reduced-gravity Environment Hardware Demonstrations of a Prototype Miniaturized Flow Cytometer and Companion Microfluidic Mixing Technology". J Vis Exp (93): e51743. doi:10.3791/51743. PMC 4354048. PMID 25490614.
  30. ^ Allain, Rhett (February 12, 2016). "The Physics of OK Go's Epic New Zero-G Video". Wired. ISSN 1059-1028. Retrieved 2021-07-23.
  31. ^ "Zero Gravity Sex Film Up for Award". SPACE.com. 16 May 2000. Archived from the original on 20 June 2000. Retrieved 25 January 2014.
  32. ^ "'To Boldly Go': Star Trek, Sex and Space". SPACE.com. 16 May 2000. Archived from the original on 6 July 2008.

추가 읽기

외부 링크