零重力

零重力可以說是失重。是脫離了萬有引力,或者說是地球引力的物理現象。通常在外太空就是處於一個零重力的環境。現代社會不斷出現零重力的飛行體驗,零重力婚禮也首次出現於人們的視野。

物理含義

零重力可以說是失重。是脫離了萬有引力,或者說是地球引力的物理現象。通常在外太空就是處於一個零重力的環境。

體驗零重力

體驗“零重力”體驗“零重力”
在地球上模擬太空的零重力環境一直是航空訓練中的難點。美國“零重力”公司是世界上從事這項訓練的最專業、最著名的公司之一,唯一被美國聯邦航空局批准,為美國宇航局提供零重力實驗和飛行訓練。參與“零重力”訓練的體驗者孫志明,向記者講述了他的“零重力”體驗。
太空人在飛行器中的一舉一動往往給人一種錯覺,以為他們放鬆、優雅、從容不迫、井井有條。其實,在無重力狀態下,太空人的感覺卻是噁心、盲目、頭痛、無食慾。如果沒有經過專業訓練,太空中的太空人不可能像在地球上那樣行動和工作。
太空飛行前的“零重力”訓練是一堂必修課,太空人體驗並熟悉失重環境,在失重情況下做各種試驗,如吃東西、喝水、穿脫衣服、閉眼與睜眼的定向運動,甚至進行人在失重時的出艙訓練。

“零重力”飛行體驗

在地球上模擬太空的零重力環境,困擾了科學家很多年,從來沒有圓滿解決。比較常用的辦法有以下幾種:一是配置特殊密度的溶液,讓太空人穿上太空衣以後,在溶液中受到與重力相當的浮力,得到一個無重力環境;還有一種方法就是在水裡模擬,利用水的浮力抵消一部分重力——在水中活動確實有在太空里飄行的感覺,但效果的真實性很差。此外,製造風洞也是一個方法,讓較大氣流向上吹,使人的重力與風向上的吹動力平衡,從而使人感到失去了重力。
相比之下,最有效的方法是通過飛機的自由落體實現“零重力“狀態。俄羅斯加加林航天訓練中心的訓練方法是,飛機把太空人帶到10000 米高空,突然俯衝,以獲得短暫的失重效果來進行訓練。美國宇航局也一樣,他們藉助政府或私人提供的飛行器進行零重力飛行訓練。“零重力”公司(Zero GravityCorporation)是唯一一個被美國聯邦航空局批准的,為美國宇航局(NASA)提供零重力實驗和飛行訓練的公司,兩者在今年1月正式簽署了合作協定,NASA可以在“零重力”公司提供的飛行器上進行太空人的培訓,以及航空學、流體學、燃燒、物質科學和生物科學的實驗。
“零重力”創辦於1993 年,是一家提供私人太空娛樂及旅遊的公司,總部位於美國賭城拉斯維加斯,創辦者是艾克斯獎(X Prize)主席彼得·戴爾蒙迪斯(Peter H. Diamandis)。艾克斯獎為突破當今世界面臨的一些頂尖難題而設,在航空領域尤為著名。“零重力”曾免費為物理學家史蒂芬·霍金策劃了一起成功的“零重力”飛行。
讓人們體驗到零重力的“秘密武器”是一架由波音727-200 改造而成的“重力一號”(G-force One),它為很多好萊塢大片出過力,解決過《阿波羅13號》、《黑客帝國2·重裝上陣》和《黑客帝國3·矩陣革命》等大片中漂浮場景的拍攝。
“重力一號”和一般的客機不一樣。這架飛機內拆去了部分坐椅,機艙後半部分是“座位區”,在一般飛行時供乘客們做準備,而前半部分是空地,在機艙壁上安裝了特殊軟墊等裝置後就成了“漂浮區”,乘客們就在這裡體驗“零重力”。
“重力一號”通過一種拋物線飛行—即由機師控制的特定飛升和俯衝來創造短暫的失重:飛機起飛後到達離地面7320 米高度時,以45 度仰角向上“爬升”,到約一萬米的高度之後,以最大30 度的俯角高速俯衝,這時遊客如同飛人般在機艙內輕飄飄地飛行,直到飛回7320 米的高度,“重力一號”就完成了一個拋物線飛行。整個過程將持續一分鐘,每次飛行將重複十五次。

 親歷“零重力”

體驗零重力體驗零重力

“登機後我們先坐在機艙後半部分的座位上,飛機上升一段高度後,我們就來到機艙前半部分的‘漂浮區’,躺在地板上進行準備。在失重體驗正式開始前,由於飛機上升加壓,我們先感受到的是1.8 倍地球重力的壓力,感覺很不舒服,全身像被磁石吸在地板上,轉頭、抬手都好像身體被灌了鉛一樣無法自如控制。然後教練對我們說‘火星,火星’,就知道是進入‘火星’重力體驗,身上沉重的感覺一下就消失了,身體雖然還沒有飄起來,但原本做起來很吃力的伏地挺身,當時一下用手指就輕鬆做了起來。接下來是‘月球’重力體驗,我輕輕一蹬,身體就飄了起來,頭頂碰到了‘柔軟’的機艙頂部;最後真正的‘零重力’飛行開始時,幾乎一瞬間,我們的身體就不由自主地飛到了空中,因難以習慣這種狀態,身體一下無依無靠,不知道怎么控制,大家的手都在空中亂舞。機艙里亂作一團,大家就像在空氣海洋里雲遊的魚一般不停地飛著、轉著。一些女乘客的長髮輕柔飄逸,讓她們看上去更美了。”
短暫的飛行體驗固然刺激,但如果在太空環境中待上幾個星期、幾個月甚至一年時間,對身體的傷害卻是極大的。最常見的是“宇宙病”,或者叫“宇宙運動病”,有點像暈車或者暈船的感覺,導致該病的原因是太空人的大腦收到了眼睛和耳朵發出的相互衝突的信號:眼睛看到艙內的物體上上下下運動,大腦因此斷定身體也在上下運動;而內耳的前庭卻沒有感受到上下運動造成的重力壓迫作用的變化,造成了大腦眩暈。
此外,零重力環境下,大量血液都從腿部聚集到頭部和胸部,太空人會覺得臉部膨脹,太陽穴受到擠壓,而腿部“縮水”。如果你仔細比照一下太空人在地球上和在艙內的臉部,就會發現,他們在艙內時的眼睛和臉頰都更大。長此以往,太空人的面貌也將發生改變。

零重力婚禮

零重力婚禮零重力婚禮

6月20日,來自美國紐約的諾厄·富勒莫和埃琳·芬尼根在一架特製的波音727型飛機上舉行“零重力”婚禮。當天,這對新人搭乘這架飛機從位於佛羅里達州卡納維拉爾角的甘迺迪航天中心出發,成為世界上首對在零重力狀態下舉行婚禮的夫婦。

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