零重力飞行是如何工作的

所以我们要如何模拟失重状态而不逃脱地球？最简单的答案是，我们观察一个物体在自由落体．自由落体是指一个物体仅仅在外力的作用下下落重力．因为空气阻力如果一个物体没有处于真空．

照片的零重力公司 零重力公司 抛物线飞行路径

为了让飞机上的乘客安全的体验自由落体，飞机必须以一个陡峭的角度爬升，保持水平，然后俯冲，创造一个叫做抛物线弧，亦称开普勒轨道或自由落体的路径．在一个真正的抛物线弧中，唯一的加速度是垂直方向上的重力——水平方向速度保持不变。由于空气阻力，地球大气中的物体只能以近似于真正抛物线的弧线运动。

通常情况下，零重力飞机被称为G-FORCE-ONE，飞行高度在2.4万至3.2万英尺之间。这给了飞行员足够的空间来操纵飞机安全地通过它的飞行路线。飞机必须从较高的高度开始下降，以提供足够的距离让飞行员安全脱离俯冲。当飞机爬升到弧线的最高点时，飞行员将飞机调整成45度角。在爬升过程中，飞机的加速度和重力产生的拉力是重力的1.8倍——乘客的体重暂时是正常体重的近两倍。

照片的零重力公司 g - force - 1上的乘客

当飞机越过弧线的顶部时离心力施加在平面上的力和它里面的东西抵消了向下的重力。此时，乘客体验微重力——感觉就像失重，因为只有微不足道的重力存在。失重的感觉持续约30秒。由于飞机保护乘客免受气流冲击，他们可以在没有空气阻力干扰的情况下自由落体。

飞行员将飞机拉出俯冲，使两个弧线之间的下潜高度达到约24000英尺。当飞机停止俯冲并再次开始爬升时，乘客再次感受到1.8倍于地心引力的力。典型的零重力飞行包括15条这样的抛物线弧，而美国宇航局的飞行可能包括多达100条。

在下一节中，我们将了解乘客如何应对零重力和晕车。

地球上最大的LMT是不列颠哥伦比亚省的大型天顶望远镜。它的旋转液体镜直径近20英尺，重达3吨，是北美第三大望远镜。装水银的盘子是由六边形的部分粘在一起形成一个外壳。每一件都有一个高密度的泡沫核心，覆盖着玻璃纤维。为了使外壳呈凹形，要在一个大的烤箱中加热。镜子边缘有一堵墙，防止水银溢出。

液体镜望远镜的优点 LMT最大的优势是成本相对较低。液体望远镜比同等大小的抛光铝镜成本低得多。例如，大型天顶望远镜标价100万美元。一个类似的玻璃镜望远镜的造价将是它的100倍。lmt维护成本更低，主要是因为液镜不需要清洗、调整或镀铝。 当然，也有一些缺点。汞是剧毒的，所以使用它会对健康造成一些长期风险。不仅如此，装着水银的盘子只能倾斜到液体溢出之前的一定程度。这限制了LMT的视野，它只能向上看。

支撑盘子的是一个钢桁架和19个可调节的垫块。桁架，反过来，是由一个不锈钢空气轴承支持专为大天顶望远镜。空气轴承是一种特殊类型的轴承，它使用一层压缩空气薄膜作为润滑油，围绕着转动镜子的轴。使用润滑油的普通轴承效率较低，因为它们会产生振动和不稳定的旋转，从而降低图像质量。作为一个零摩擦的解决方案，空气轴承消除了这些问题，导致一个完美的平稳，无振动的旋转。内置无刷直流电机旋转空气轴承主轴，可旋转负载高达10吨，大约10转每分钟。

照片的专业仪器公司 空气轴承主轴底部的液体镜望远镜

六个支腿将主镜固定在望远镜顶部的一个环上。该环支持一个较小的折射透镜，有助于聚焦图像，以及探测器。该探测器包括一个电荷耦合器件(CCD)，它收集光子，并将它们转换成图像元素，或像素。这些像素被转移到计算机屏幕上，并被拼接在一起形成一幅图像，这幅图像可以被操纵和增强，以改善图像的细节。这台计算机并没有安装在望远镜的观测台结构中，而是安装在附近的一栋建筑中

大型天顶望远镜的一个问题是它的位置，这也是所有地球上的望远镜都存在的问题。即使在海拔1295英尺的高空，它看到的天空仍然被大气层遮挡着。如果能将液体镜望远镜的镜子放置在月球上，那里没有大气层阻挡紫外线、红外线和其他形式的能量，它可能会提供更壮观的结果。但是，正如我们将在下一节中看到的，在月球上构建一个LMT有它自己的挑战。

如果你想体验一次零重力飞行，你可以通过零重力网站或当地的Sharper Image商店预订一次G-FORCE-ONE——一架改装过的波音727-200——的旅行，价格为3500美元。这个套餐包括你的航班、独特的商品和飞行后的庆祝活动(或者，根据你的观点，为你暂时大幅减重的庆祝活动)。如果无人陪同，乘客必须年满15岁;如果有父母或监护人陪同，则必须年满12岁。

晕动病 零重力有一个耻辱需要摆脱——那就是呕吐彗星这是乘客给NASA的零重力飞行项目起的名字。许多乘坐NASA的零重力飞行的人都经历了严重的晕动病。ZERO-G更注重娱乐而不是研究，因此他们努力减少乘客的不适。 据该公司称，大多数人在飞机飞行了25个或更多的抛物线后就会开始晕车——该公司将G-FORCE-ONE每次飞行的弧线限制在15个以内。零重力公司］.该公司还为容易晕车的乘客提供晕车药。

订好机票后，公司会寄给你一叠资料和表格让你填写。表格包括一份弃权声明和声明，说明你没有任何可能在飞行过程中恶化的状况或疾病。一些乘客可能需要获得医生的许可，公司才允许他们进行体验。

在你的航班当天，你将前往合适的地点——通常是麦卡伦国际机场机场或者佛罗里达的肯尼迪航天中心。一旦你到达机场，你必须到飞行中心登记，在那里你会得到你自己的飞行服。

照片的美国国家航空航天局 NASA的KC-135A在 45度的提升。

然后，你可以享受一顿公司提供的清淡的饭菜(你肯定不想在失去平衡之前就把肚子填饱了)，然后再看一个新人介绍和安全视频。这段视频是体验中必不可少的一部分，该公司对向每位乘客展示这段视频是很认真的。如果你因为任何原因在视频播放期间离开，你必须在公司允许你登机前不间断地再看一遍视频。视频结束后，乘客们与机组人员进行了问答。

在下一节中，我们将了解在零重力下翻筋斗是什么感觉。

问答环节一结束，就该登上飞机．乘客们坐在飞机后部，这架飞机看起来像一架普通的727，除了没有窗户。你要系好安全带，飞行员会把飞机滑行到跑道上，然后起飞，就像其他航班一样。一旦你到达巡航高度，就该解开安全带，移动到飞机的玩耍区域，在那里你可以躺下，准备第一次陡坡爬升，在此期间，重力会增加。

照片的零重力公司 每次飞行包括15个抛物线 一共有七到八个 几分钟的失重。

当飞机飞越最高点时，一名机组人员会大喊:火星人“月球重力”或“零重力”。此时，你可以在游戏区域内移动，体验失重环境。当你漂浮、翻跟头、飞翔和在游戏区弹跳时，工作人员会提供帮助，并为你的体验拍照和录像。当飞机开始停止俯冲时，一名机组人员会大喊:“下潜。”这是你定位自己的提示，这样当重力逐渐增加时，你可以安全地落在地板上。你得再躺下准备下一次攀登。

每次飞行包括15个抛物线，这意味着你将经历7到8分钟的失重过程。一旦飞机完成了最后一个抛物线弧，你就会回到座位区，系好安全带准备降落。在您返回机场后，您将离开飞机去参加一个飞行后派对，还有免费的香槟和纪念品。

"幼圆" arial, helvetica 3“大小= >火星和月球重力 通过调整飞行轨迹的曲线，飞机可以模拟重力火星或月亮。抛物线的形状被拉长，不像自由落体路径那样陡峭。由此产生的离心力较弱，仅部分抵消了重力。 地球的引力大约是火星引力的3倍，月球引力的6倍。

在下一节中，我们将了解波音727-200是如何改装的以承受15个抛物线弧的力。

Peter Diamandis博士和Byron Lichtenberg在1993年创立了ZERO-G，目的是创造一个太空娱乐和旅游公司。美国国家航空航天局用来进行零重力飞行，使用波音的kc - 135同温层加油机，最初设计为飞行中的飞机加油装置。Diamandis和Lichtenberg需要一架符合FAA(联邦航空管理局)规定的飞机(NASA不受FAA认证，但商业旅行不受FAA认证)，并且能够承受模拟所涉及的压力失重．飞机还需要比KC-135A购买和维护更便宜。他们把注意力集中在波音727 - 200．

照片的零重力公司 乘客可以在失重的环境中吃糖果 不增重……至少在他们着陆之前。

727有许多吸引Diamandis和Lichtenberg的特质。大多数大型机场在美国可以容纳飞机。此外，由于727仍然是许多航空公司机队的主要组成部分，零部件和服务都是现成的。尽管ZERO-G对飞机做了一些小的修改，但727符合联邦航空局的规定，包括降低噪音的标准。

2004年，美国联邦航空管理局(FAA)批准零重力飞机使用抛物线轨迹在727-200飞机上飞行。该公司飞行的上空是无人居住的地区，远离大多数商业航线。每次飞行都在联邦航空局指定的一条长约100英里、宽约10英里的走廊内进行。

照片的零重力公司 ZERO-G的波音727-200，重力一号

ZERO-G改装了727-200以更好地满足公司的需要。机组人员移走了大部分座位，建造了一条90英尺长的带衬垫的走廊，乘客——该公司对乘客的称呼——将在这里体验失重状态。飞机尾部可容纳35名飞行员和6名机组人员。工程师们设计了一种新的液压在失重环境中防止空气和液压油混合的系统——这种混合可能导致液压损失，使飞机很难控制。新的液压系统是一个封闭系统，这意味着一系列的阀门防止空气和液压流体混合。

工程师们还专门设计了一个加速度计驾驶舱。加速度计测量飞机的速度和通过抛物线弧的路径。由于ZERO-G专注于为客户提供娱乐，该公司认为客户的舒适度是一个重要的关注点(NASA依赖其飞行员自己遵循抛物线路径，而不太关心飞行的平稳)。飞行员可以接收他们飞行路径的数据，并在必要时进行微调，以确保每个弧线尽可能平滑。

波音公司设计的727可以承受-0.1 G到2.5 G的力。在G- force - one的抛物线飞行过程中，G- load应力范围从0 G到1.8 G，完全在安全范围内。ZERO-G定期检查飞机是否有设备疲劳和维修需要的迹象。

谢谢你！ 感谢零重力公司的Peter Diamandis博士对这篇文章的投入。

该公司的总部位于内华达州的拉斯维加斯。大多数航班都是从拉斯维加斯或佛罗里达州的肯尼迪航天中心起飞的，但由于许多机场都能容纳727飞机，该公司邀请客户在离其最近的主要机场乘坐包机，从而更容易实现毕生的梦想，即克服重力。

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