מטוס כבידה מופחתת

כלי טיס בכבידה מופחתת הוא סוג של מטוסים בעלי כנף קבועה המספקים סביבות קצרות חסרות משקל לאימוני אסטרונאוטים, עריכת מחקרים וביצוע צילומי סרטים נטולי כוח משיכה.
גרסאות של מטוסים כאלה הופעלו על ידי התוכנית לחקר הכבידה של נאס"א, ואחת התוכניות מופעלת כיום על ידי תוכנית טיסת החלל האנושית והמחקר הרובוטי של סוכנות החלל האירופית. הכינוי הלא רשמי "שביט הקיא" הפך פופולרי בקרב אלו שחוו את פעולתם.

היסטוריה 
טיסה פרבולית כדרך לדמות חוסר משקל הוצעה לראשונה על ידי מהנדס התעופה והחלל הגרמנית פריץ הבר והפיזיקאי הגרמני היינץ הבר בשנת 1950. שניהם הובאו לארצות הברית לאחר מלחמת העולם השנייה כחלק ממבצע מהדק נייר. כמו כן, שי-צ'ון וואנג חקר בחילה בקרב אסטרונאוטים אצל נאס"א, מה שעזר להוביל ליצירת "שביט הקיא".
לפעמים משתמשים בטיסות פרבוליות לבחינת ההשפעות של חוסר משקל על דבר חי. בעוד שבני האדם הם הנוסעים הנפוצים ביותר, בעלי חיים שאינם אנושיים היו מעורבים מדי פעם בניסויים, כולל ניסוי בולט לאופן שבו חוסר המשקל השפיע על רפלקס היסוד של חתול ביתי והניסיונות של היונה לנווט במצב חסר משקל.

עקרונות הפעלה 
המטוס מעניק למי שבתוכו את התחושה של חוסר המשקל על ידי ביצוע מסלול טיסה פרבולי יחסית למרכז כדור הארץ. במהלך הטיסה בדרך זו, המטוס ועומס המטען שלו נמצאים בנפילה חופשית בנקודות מסוימות של מסלול הטיסה שלו. המטוס משמש בדרך זו כדי להדגים לאסטרונאוטים איך זה להקיף את כדור הארץ. במהלך פעולה זו המטוס אינו מפעיל שום תגובת קרקע על תוכנו, מה שגורם לתחושת חוסר המשקל. בתחילה המטוס מטפס בזווית המגרש של 45 מעלות באמצעות בקרות דחף ומנוע. תחושת חוסר המשקל מושגת על ידי צמצום הדחיפה והורדת האף לשמירה על תצורה נייטרלית, או "הרמת אפס", כך שהמטוס עוקב אחר מסלול בליסטי, כאשר דחף המנוע מפצה בדיוק על הגרירה. חוסר המשקל מתחיל תוך כדי עלייה ונמשך כל הדרך "מעלה-על-גבי הגבנון", עד שכלי השיט מגיע לזווית המגרש כלפי מטה של בערך 30 מעלות. בשלב זה, המלאכה מכוונת כלפי מטה במהירות גבוהה ועליה להתחיל למשוך חזרה לגישה של האף למעלה כדי לחזור על התמרון. הכוחות הם אז בערך פי שניים מכוח הכובד בדרך למטה, בתחתית, ושוב למעלה. זה נמשך כל הדרך עד שהמטוס שוב נמצא באמצע הדרך במסלולו כלפי מעלה, והטייס שוב מצמצם את הדחף ומוריד את האף. מטוס זה משמש לאימון אסטרונאוטים בתמרונים עם אפס גרם, ומעניק להם כ־25 שניות של חוסר משקל מתוך 65 שניות של טיסה בכל פרבולה. במהלך אימונים כאלה המטוס טס בדרך כלל כ 40–60 תמרונים פרבוליים. בכשני שלישים מהנוסעים טיסות אלה מייצרות בחילה בגלל מחלת האוויר, המעניקים למטוס את הכינוי שלו "שביט הקיא".

הפעלות

קנדה 
בסוכנות החלל הקנדית ובמועצת המחקר הלאומית יש פלקון 20 המשמש למחקר מיקרו כבידה. בדרך כלל המטוס הקטן אינו משמש לאנשים לצוף בחופשיות ולחוות חוסר משקל; עם זאת, הקומיקאי ריק מרסר  עשה זאת עבור קטע בתוכנית שלו.

אקוודור 
מטוס ה- G האפס הראשון שנכנס לשירות באמריקה הלטינית הוא S-Sabreliner T-39 המכונה CONDOR, שפעל עבור סוכנות החלל האזרחית באקוודור וחיל האוויר האקוודורי מאז מאי 2008. ב-19 ביוני 2008, הם לקחו במטוס ילד בן שבע, וקבעו את שיא העולם של גינס עבור האדם הצעיר ביותר שטס במיקרו כבידה.

אירופה 
מאז 1984, ESA ו- CNES עשו מספר משימות מצומצם של כוח הכבידה במגוון מטוסים, כולל ה- KC-135 של נאס"א, קרוול, איליושין Il-76 ו-איירבוס A300 המכונה ה- Zero-G. בשנת 2014 הושלמה ה- A300 לטובת איירבוס A310 מודרני יותר, המכונה גם אפס G. זה מבוסס בשדה התעופה בורדו-מיריגנאק  בצרפת, מופעל על ידי נובספייס, והוא הוטס גם מנמל התעופה לה בורז'ה ובסיס האוויר דיבנדורף  בשווייץ. מאז 1997 חברת הבת של CNES, Novespace, טיפלה בניהול של הטיסות האלה. מטוס ה- A310 Zero-G משמש גם למימוש טיסות מסחריות לנוסעים ציבוריים בשותפות בין המפעילה נובספייס לחברת Avico, תחת המותג Air Zero G. המטוס שימש גם למטרות קולנוע, כאשר טום קרוז ואנאבל ווליס מצטלמים עבור המומיה בשנת 2017.

רוסיה 
ברוסיה מוצעות טיסות מסחריות במטוס איליושין איל -76; כמה חברות אמריקאיות מזמינות טיסות במטוסים אלה.

ארצות הברית (נאס"א) 

נאס"א טסה טיסות אפס כוח משיכה במטוסים שונים במשך שנים רבות. בשנת 1959 אסטרונאוטים של מרקורי הוכשרו במטוס שומרוני C-131, בואינג KC-135 סטרטוטנקר שימשו עד דצמבר 2004. האחד, N930NA רשום KC-135A המכונה גם נאס"א 930, לשעבר סדרת USAF מס '59-1481, טס יותר מ־58,000 פרבולות לאחר שנאס"א רכשה אותו בשנת 1973, לפני שפרש בשנת 1995. כעת הוא מוצג באלינגטון. בשדה, סמוך למרכז החלל ג'ונסון. השני N931NA או NASA 931, לשעבר AF סדרת מספר 63–7998) הופעל גם על ידי סרטי יוניברסל ו- Imagine Entertainment לצורך צילומי סצינות הכוללות חוסר משקל בסרט אפולו 13; היא יצאה לטיסה הסופית ב־29 באוקטובר 2004, והיא מאוחסנת לצמיתות במוזיאון האוויר והחלל של פימה  בטוסון, אריזונה. בשנת 2005 החליפה נאס"א את המטוס במטוס מקדונל דאגלס C-9B Skytrain II (N932NA) שהיה בעבר בבעלות KLM רויאל הולנדית איירליינס וחיל הים של ארצות הברית. נאס"א ביטלה את תוכנית המחקר המופחת בכבידה והפסיקה את פעילותה ביולי 2014. נכון לשנת 2015 נאס"א התקשרה עם Zero Gravity Corporation (ZERO-G) על חוזי שירותי מיקרו כבידה והשתמשה במטוסיה, G-FORCE ONE, ומטוס בואינג 200–727 שונה.

הפעלות אחרות 
בסוף 2004 הפכה תאגיד Zero Gravity לחברה הראשונה בארצות הברית שהציעה טיסות אפס כבידה לקהל הרחב, באמצעות מטוסי בואינג 727. כל טיסה מורכבת מסביבות 15 פרבולות, כולל הדמיות של דרגות הכובד של הירח ומאדים, כמו גם חוסר משקל מוחלט. פרופיל זה מאפשר ללקוחות ZERO-G ליהנות מחוסר משקל במינימום אי נוחות בתנועה.

בשנת 2014, חברת Integrated Spaceflight Services, שותפה למחקר וחינוך של מערכות החלל השווייצריות (S3) באמריקה, החלה להציע שירותי מקיף בכבידה מופחתת במטוסי S3 Airbus A340, כמו גם אישור FAA של עומסי מדע והנדסה. פרויקט זה לא צלח ומערכות החלל השווייצריות פשטו את הרגל והפסיקו את כל הפעולות. חברת Aurora Aerospace שבאולדסמאר, פלורידה, מציעה טיסות באפס כבידה באמצעות מטוס Fuji/Rockwell Commander 700. המטוס משמש גם כדי לדמות את כוח הכבידה של הירח ומאדים.

מחלת אוויר 
על פי מנהל תוכנית המחקר Reduced Gravity לשעבר, ג'ון ינייץ, החרדה תורמת למחלת האוויר של הנוסעים. הלחץ על גופם יוצר תחושת פאניקה ולכן גורם לנוסע להקיא. ינייץ נותן הערכה גסה של הנוסעים, כי שליש חולים קשה, השליש הבא חולה בינוני, והשליש האחרון לא בכלל." הקאות נקראות "חולה".

סקופולמין משמש לעיתים קרובות כתרופה במהלך אימוני מטוסים מופחתי כבידה.

ראו גם 
 מגדל ההפלה של ברמן

קישורים חיצוניים

תוכנית לחקר הכבידה של נאס"א
הטסת שביט הקיא
טיסות חוסר כבידה
סיור וירטואלי

כלי טיס
כבידה
האדם בחלל