Una aeronave de gravedad reducida es un tipo de aeronave de ala fija que proporciona breves entornos casi sin gravedad para entrenar astronautas , realizar investigaciones y realizar tomas cinematográficas sin gravedad.
Versiones de estos aviones fueron utilizadas por el Programa de Investigación de Gravedad Reducida de la NASA [1], y uno de ellos es utilizado actualmente por los Programas de Vuelo Espacial Humano y Exploración Robótica de la Agencia Espacial Europea. El apodo no oficial de " cometa del vómito " se hizo popular entre quienes experimentaron su operación. [2]
El vuelo parabólico como una forma de simular la ingravidez fue propuesto por primera vez por el ingeniero aeroespacial alemán Fritz Haber y su hermano, el físico Heinz Haber en 1950. [3] Ambos habían sido traídos a los EE. UU. después de la Segunda Guerra Mundial como parte de la Operación Paperclip . [4] Además, Shih-Chun Wang estudió las náuseas en los astronautas para la NASA , lo que ayudó a conducir a la creación del cometa del vómito. [5]
Los vuelos parabólicos se utilizan a veces para examinar los efectos de la ingravidez en un organismo vivo. Si bien los humanos son, con diferencia, los pasajeros más habituales, en ocasiones se han utilizado animales no humanos en experimentos, incluido un notable experimento sobre cómo la ingravidez afectaba al reflejo de enderezamiento de un gato doméstico [6] y los intentos de una paloma de navegar en estado de ingravidez [7] .
El avión proporciona a sus ocupantes la sensación de ingravidez al seguir una trayectoria de vuelo parabólica . [8] Mientras sigue esta trayectoria, el avión y su carga útil están en caída libre . El avión se utiliza de esta manera para demostrar a los astronautas cómo es orbitar la Tierra. Durante este tiempo, el avión no ejerce ninguna fuerza de reacción del suelo sobre su contenido, lo que provoca la sensación de ingravidez.
Inicialmente, el avión asciende con un ángulo de cabeceo de 45 grados utilizando los controles de empuje del motor y del elevador. La sensación de ingravidez se logra reduciendo el empuje y bajando el morro para mantener una configuración neutra, o de "sustentación cero", de modo que el avión siga la misma trayectoria que seguiría un objeto en caída libre, sin resistencia del aire. El empuje del motor se utiliza para compensar exactamente la resistencia. La ingravidez comienza durante el ascenso y dura todo el trayecto "subiendo y pasando la joroba", hasta que el avión alcanza un ángulo de cabeceo hacia abajo de unos 30 grados. En este punto, la aeronave está apuntando hacia abajo a alta velocidad y debe comenzar a retroceder a la actitud de morro arriba para repetir la maniobra. Las fuerzas son entonces aproximadamente el doble de la gravedad en el camino hacia abajo, en el fondo y hacia arriba nuevamente. Esto dura todo el trayecto hasta que el avión está nuevamente a la mitad de su trayectoria ascendente, y el piloto nuevamente reduce el empuje y baja el morro. [9]
Este avión se utiliza para entrenar a los astronautas en maniobras de gravedad cero, lo que les proporciona unos 25 segundos de ingravidez de los 65 segundos de vuelo en cada parábola . Durante dicho entrenamiento, el avión suele realizar unas 40-60 maniobras parabólicas. En aproximadamente dos tercios de los pasajeros, estos vuelos producen náuseas debido al mareo , [10] [11] lo que le da al avión su apodo de "cometa del vómito".
Las trayectorias parabólicas van desde el infinito hasta el punto más bajo y vuelven a subir hasta el infinito. Esto corresponde a la velocidad de escape (~11,2 km/s a 10 km de altitud). Dado que los aviones se quemarían a velocidades como una estrella fugaz, vuelan a velocidades mucho más bajas, como 0,1 km/s, a las que una trayectoria de caída libre es una elipse. En una Tierra plana e infinitamente ancha, la trayectoria sería una parábola. Dado que la curvatura de la Tierra es muy pequeña, a menudo se la ignora y a estos vuelos se los suele llamar vuelos parabólicos. [12] Las inhomogeneidades locales en la gravedad, como las de los océanos, las montañas y los yacimientos de petróleo y gas, pueden distorsionar la trayectoria más que la diferencia entre parábola y elipse.
La Agencia Espacial Canadiense y el Consejo Nacional de Investigación tienen un Falcon 20 utilizado para la investigación de microgravedad. [13] El pequeño avión normalmente no se utiliza para que la gente flote libremente y experimente la ingravidez; sin embargo, el comediante Rick Mercer lo hizo para un segmento de su programa . [14]
El primer avión de gravedad cero en entrar en servicio en América Latina es un T-39 Sabreliner apodado CONDOR , operado para la Agencia Espacial Civil Ecuatoriana y la Fuerza Aérea Ecuatoriana desde mayo de 2008. [15] El 19 de junio de 2008, este avión transportó a un niño de siete años, estableciendo el récord mundial Guinness de la persona más joven en volar en microgravedad. [16]
Desde 1984, la ESA y el CNES han volado misiones de gravedad reducida en una variedad de aeronaves, incluido el KC-135 de la NASA, un Caravelle , un Ilyushin Il-76MDK y un Airbus A300 conocido como Zero-G . En 2014, el A300 se eliminó gradualmente en favor de un Airbus A310 más moderno , también llamado Zero-G . [17] Tiene su base en el aeropuerto de Burdeos-Mérignac en Francia , operado por Novespace, y también ha volado desde el aeropuerto de París Le Bourget y la base aérea de Dübendorf en Suiza. [18] Desde 1997, la subsidiaria del CNES, Novespace, se ha encargado de la gestión de estos vuelos. [19]
Este avión A310 Zero G también se utiliza para realizar vuelos comerciales para pasajeros públicos en asociación entre el operador Novespace y la empresa Avico , bajo la marca Air Zero G. [20] El avión también se ha utilizado para fines cinematográficos, con Tom Cruise y Annabelle Wallis filmando La Momia en 2017. [21]
En Rusia, los vuelos comerciales se ofrecen en el avión Ilyushin Il-76MDK ; varias compañías estadounidenses reservan vuelos en estos aviones. [22]
La Fuerza Aérea India también los utilizó para entrenar al primer grupo de astronautas indios para el Proyecto Gaganyaan de ISRO . [23]
La NASA realizó vuelos de gravedad cero en varias aeronaves durante muchos años. En 1959, los astronautas del Proyecto Mercury se entrenaron en un avión C-131 Samaritan, conocido como el "cometa del vómito". [24]
Dos KC-135 Stratotanker se utilizaron hasta diciembre de 2004 y luego se retiraron. Uno, un KC-135A registrado N930NA (también conocido como NASA 930, anteriormente número de serie de la USAF 59-1481), voló más de 58.000 parábolas después de que la NASA lo adquiriera en 1973, antes de ser retirado en 1995. Ahora está en exhibición en Ellington Field , cerca del Centro Espacial Johnson . El otro (N931NA o NASA 931, anteriormente número de serie de la AF 63-7998) también fue utilizado por Universal Pictures e Imagine Entertainment para filmar escenas que involucraban ingravidez en la película Apollo 13 ; realizó su último vuelo el 29 de octubre de 2004 y se almacena de forma permanente en el Museo del Aire y el Espacio Pima en Tucson, Arizona.
En 2005, la NASA reemplazó estos aviones por un McDonnell Douglas C-9B Skytrain II (N932NA) anteriormente propiedad de KLM Royal Dutch Airlines y la Armada de los Estados Unidos . [25]
La NASA dio por concluido el Programa de Investigación de Gravedad Reducida y finalizó sus operaciones en julio de 2014, debido a problemas técnicos en la aeronave. Se sustituye por contratos con empresas privadas.
A partir de 2015, [actualizar]la NASA tenía un contrato de servicios de microgravedad con Zero Gravity Corporation (ZERO-G) y utilizó su avión, G-FORCE ONE, un Boeing 727-200 modificado . [26]
A finales de 2004, Zero Gravity Corporation se convirtió en la primera empresa de Estados Unidos en ofrecer vuelos en gravedad cero al público en general, utilizando aviones Boeing 727. Cada vuelo consta de alrededor de 15 parábolas, que incluyen simulaciones de los niveles de gravedad de la Luna y Marte, así como de ingravidez total. [27] Este perfil permite a los clientes de ZERO-G disfrutar de la ingravidez con una incomodidad mínima por el movimiento.
En 2015, Integrated Spaceflight Services comenzó a actuar como integrador de investigación y educación del Consejo Nacional de Investigación de Canadá para el mercado estadounidense, ofreciendo servicios integrales de gravedad reducida en un avión Falcon 20 modificado. [28] ISS ha realizado campañas anuales de investigación de microgravedad para evaluar trajes espaciales y otras tecnologías con el Proyecto PoSSUM. [29]
Aurora Aerospace , en Oldsmar (Florida), ofrece vuelos en gravedad cero con un Fuji/Rockwell Commander 700. También se utiliza para simular la gravedad de la Luna y Marte. [30]
Según John Yaniec, exdirector del Programa de Investigación de Gravedad Reducida, la ansiedad es lo que más contribuye al mareo de los pasajeros. El estrés en sus cuerpos crea una sensación de pánico y, por lo tanto, hace que el pasajero vomite. Yaniec da una estimación aproximada de los pasajeros: "un tercio [se enferma] gravemente, el siguiente tercio se enferma moderadamente y el tercio final no se enferma en absoluto". El vómito se considera "estar enfermo". [10]
La escopolamina se utiliza a menudo como antiemético durante el entrenamiento en aeronaves de gravedad reducida. [31]
La película Apolo 13 de 1995 filmó muchas escenas a bordo del avión parabólico KC-135 de la NASA.
En 2016, el grupo de rock OK Go grabó un video musical para su sencillo " Upside Down & Inside Out " en una aeronave de gravedad reducida, que incluyó una coreografía acrobática creada específicamente para el entorno de gravedad cero. [32]
La productora de entretenimiento para adultos Private Media Group ha filmado una película pornográfica llamada The Uranus Experiment: Part Two , en la que se filmó una escena de sexo en gravedad cero a bordo de una aeronave de gravedad reducida. El proceso de filmación fue particularmente difícil desde un punto de vista técnico y logístico. Las limitaciones presupuestarias permitieron solo una toma de 20 segundos , en la que aparecían los actores Sylvia Saint y Nick Lang. [33] Berth Milton, Jr. , presidente y director ejecutivo de Private Media Group, dijo en 2000: "No querrás tener miedo a volar, ¡eso es seguro!" [34]
La corporación ZERO-G apareció en el episodio de MythBusters NASA Moon Landing Conspiracy, en el que Adam Savage y Jamie Hyneman volaron en una trayectoria de vuelo personalizada para replicar la gravedad de la Luna. Esto le permitió a Savage replicar las imágenes de Neil Armstrong caminando sobre la Luna, desmintiendo las afirmaciones de que las imágenes eran falsas.
