microgravità in aereo

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scrittore
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microgravità in aereo

Messaggio da scrittore » 23 luglio 2007, 0:28

Per addestrare gli astronauti, si fanno delle simulazioni 0-g facendo fare a degli aerei delle traiettorie da "montagne russe".
Qualcuno sa come si deve far volare quegli aerei per ottenere quell'effetto?
C'è qualche foto di qualcuno di quegli aerei? Fuori, ma soprattutto dentro: mi hanno detto che l'area dove si simula l'assenza di peso è sgombra e sembra abbia pure le pareti imbottite... sarà vero?

Black Magic

Messaggio da Black Magic » 23 luglio 2007, 0:44

Quello americano è un KC135 soprannominato "vomit comet".
Per simulare le condizioine di microgravità effettua un inviluppo di volo con traiettoria parabolica, al cui culmine si può godere di una situazione di microgravità.
Foto:
http://www.airliners.net/open.file/0970347/L/
http://www.airliners.net/open.file/1119489/L/
Anche russi ed europei ne hanno, il russo mi sembra sia un Ilyushin e l'europeo un Airbus.
Ma quì abbiamo una persona infinitamente più titolata di me che puo' dirti tutto su questo.

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vihai
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Messaggio da vihai » 23 luglio 2007, 0:50

Perché solo al culmine? Durante TUTTA la traiettoria parabolica c'è una condizione di microgravità.

Ciao,

Black Magic

Messaggio da Black Magic » 23 luglio 2007, 0:55

:roll: Sul testo "Aerodinamica del contadino" dice diversamente...
Immagine
:roll: Problemi con i moti relativi ed equilibrio delle forze...succede. :P :D

tito
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Messaggio da tito » 23 luglio 2007, 1:01

Black magic, forse il contadino dovrebbe studiare di più i moti relativi!! :)

l'unico modo per azzerare (in modo apparente) la gravità è con la caduta libera

Black Magic

Messaggio da Black Magic » 23 luglio 2007, 1:08

Vedo che l'ignoranza regna sovrana... :lol: :lol:
Aspettiamo il BV Luke che ci districhi; intanto facciamo warm up col sito della NASA, divulgativo:
http://quest.arc.nasa.gov/people/journa ... 29-99.html
Quest'altro è di una compagnia privata che effettua voli a zero G in US:
http://www.gozerog.com/how-it-works.htm
:roll:

tito
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Messaggio da tito » 23 luglio 2007, 1:16

http://www.gozerog.com/how-it-works.htm
:)

vuole dire che non capisco neanche l'inglese! :D

Black Magic

Messaggio da Black Magic » 23 luglio 2007, 1:19

Sul culmine c'è condizione di caduta libera, ma solo lì, non in tutta la parabola.
Il contadino ce la sa'...chè c'ha il campicello proprio sotto agli apparecchi... :P
http://www.space.gc.ca/asc/eng/sciences/parabolic.asp

Scusa ma non capisco cosa mi stavi correggendo e perchè dovrei studiarmi i moti relativi, che conosco benissimo?

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Messaggio da vihai » 23 luglio 2007, 1:41

Black Magic ha scritto::roll: Sul testo "Aerodinamica del contadino" dice diversamente...
Beh... il disegno della traiettoria mi pare qualitativo, non ci farei affidamento...

...ma il concetto è che nel momento in cui finisce la richiamata, porti la barra avanti e l'angolo di assetto inizia a diminure, lì inizia la parabola e contemporaneamente la gravità apparente si annulla.

Black Magic

Messaggio da Black Magic » 23 luglio 2007, 1:44

Bene professore.
Scrivimi tu le equazioni del moto.
Quelle sì che sono precise; vediamo dove sta quest'equilibrio.
Non vorrei dover spiegare anche la geometria, ma la parabola inizia nel punto subito dopo la cabrata, a 45° di pitch, e finisce al simmetrico.

Scusa vihai.
Ma non è meglio dire: "ok, ci siamo intesi male", che arrampicarsi sugli specchi come stai facendo?
Giusto per non dire che ti eri sbagliato?
E che sarà mai, si sbaglia tutti eh.
Oggi è toccato a te...a me tocca spesso, quì o altrove.

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Messaggio da vihai » 23 luglio 2007, 2:34

Black Magic ha scritto:Bene professore.
Scrivimi tu le equazioni del moto.
Quelle sì che sono precise; vediamo dove sta quest'equilibrio.
Fortunatamente le espressioni parametriche che ci servono sono abbastanza semplici per la mia arrugginita matematica.

Supponiamo che l'asse X sia parallelo al piano del terreno e l'asse Y sia perpendicolare.

A noi servono tutte e sole quelle traiettorie che hanno una componente dell'accelerazione lungo l'asse Y che sia pari a g e di segno opposto:

| x"(t) = 0
| y"(t) = -g

Integriamo (e troviamo le componenti di velocità):

| x'(t) = a
| y'(t) = -gt + b

Integriamo ancora e troviamo la descrizione parametrica del moto:

| x(t) = at
| y(t) = -1/2gt^2 + bt + c

La descrizione corrisponde ad una parabola ed ecco dimostrato che solo e solamente una parabola è la traiettoria che soddisfa i requisiti iniziali.

Durante la traiettoria parabolica (TUTTA!) l'accelerazione del velivolo sarà -g che composta con l'accelerazione di gravità darà un'accelerazione nulla nel sistema di riferimento del velivolo.

Ciao,

Black Magic

Messaggio da Black Magic » 23 luglio 2007, 9:09

:shock:
E allora?

Stiamo dicendo le stesse cose io e te!
Non capisco su che discutiamo, quella è l'equazione del culmine dell'inviluppo, che infatti (come puntualizzato da tito) è una caduta libera.

cheers :D

Ospite

Messaggio da Ospite » 23 luglio 2007, 11:00

Black Magic ha scritto:Sul culmine c'è condizione di caduta libera, ma solo lì, non in tutta la parabola.
Credo che il problema sia nell'uso della parola culmine, che viene interpretato come "massimo", cioe` un solo punto, mentre la parabola ha una estensione ben piu` ampia.

Se la parabola segue le equazioni scritte da vihai, la condizioni di caduta libera dura per tutta la parabola.

Ciao.

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Messaggio da Luke3 » 23 luglio 2007, 13:08

credo ci sia stata un pò di confusione nei termini :wink:
Da quanto mi raccontavano gli astronauti, lo ZeroG iniziava al culmine della parabola e proseguiva per tutta la fase di discesa, in pratica arrivati all'apogeo, da quando il pilota spingeva sugli alettoni per assumere una traiettoria di caduta libera, al momento che egli richiamava l'aereo per livellare, facendo così tornare la gravita.
Oltre che agli aerei già citati in uso dalle agenzie spaziali nazionali, esiste una ditta, fantasiosamente chiamata ZeroG che offre questi voli a pagamento, utilizzando un aeromobile B727-200F appositamente modificato per un prezzo di circa 3400$ a volo, ci è stato anche Stephen Hawking :D Nel caso di questo commerciale, variando l'angolo di caduta libera riescono a farti provare gravità marziana, gravità lunare e gravità zero.
A bordo del "Vomit Comet" inoltre si trova uno schermino che indica il valore attuale dei G che si sta provando nel momento, per evitare spiacevoli incidenti.
Ultima modifica di Luke3 il 23 luglio 2007, 15:17, modificato 1 volta in totale.

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Messaggio da tristar » 23 luglio 2007, 13:17

nell'effettuare la parabola "anti-G" l'aereo penso sia asservito al pilota automatico opportunamente modificato per mantenere 0 g o eventualmente un altro valore tramite la variazione dell'assetto. E' giusta questa ipotesi o è proprio il "manico" del pilota a mantenere 0 g? Qualcuno potrebbe dare qualche informazione in più riguardo all'eventuale modifica dell'autopilota?

grazie!

ciao

Ospite

Messaggio da Ospite » 23 luglio 2007, 13:20

Luke3 ha scritto: da quando il pilota spingeva sugli alettoni per assumere una traiettoria di caduta libera, al momento che egli richiamava l'aereo per livellare, facendo così tornare la gravita.
Sugli alettoni proprio no :), al max sull'equilibratore.

La zona di zero g si ha anche durante la salita: si e` in caduta libera anche se si sta salendo.

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Messaggio da Morghana » 23 luglio 2007, 13:34

N757GF ha scritto:La zona di zero g si ha anche durante la salita: si e` in caduta libera anche se si sta salendo.
Allora mi spieghi come mai sugli shuttle, o qualsiasi carretta simile, l'accelerazione ti inchioda al sedile ?
Domanda: perchè vomit-comet ?
Secondo alcuni studi il calabrone non può volare perché la sua larghezza alare non è proporzionale alla sua grandezza corporea. Ma il calabrone non lo sa, perciò lui continua a volare.

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Messaggio da vihai » 23 luglio 2007, 14:00

tristar ha scritto:nell'effettuare la parabola "anti-G" l'aereo penso sia asservito al pilota automatico opportunamente modificato per mantenere 0 g o eventualmente un altro valore tramite la variazione dell'assetto. E' giusta questa ipotesi o è proprio il "manico" del pilota a mantenere 0 g?
Credo di sì, perché anche piccole variazioni dell'accelerazione locale possono essere molto deleterie se stai facendo esperimenti con fluidi sospesi a mezz'aria.

In particolare l'autopilota deve essere in grado di regolare la spinta in modo da annullare l'effetto della resistenza e, oltre a seguire la traiettoria parabolica, anche seguire la corretta velocità in ciascun punto della parabola.

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Messaggio da vihai » 23 luglio 2007, 14:02

Morghana ha scritto:
N757GF ha scritto:La zona di zero g si ha anche durante la salita: si e` in caduta libera anche se si sta salendo.
Allora mi spieghi come mai sugli shuttle, o qualsiasi carretta simile, l'accelerazione ti inchioda al sedile ?
Perché stai accelerando in salita. Se allo shuttle spegni i motori continuerà a salire ancora per un po' ma contemporaneamente avrai una sensazione di 0 g.
Domanda: perchè vomit-comet ?
Non è intuitivo abbastanza? :)
Diciamo che fare 20-30 parabole è già oltre i limiti di sopportazione dello stomaco della maggior parte della gente :)

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Messaggio da tristar » 23 luglio 2007, 14:06

vihai ha scritto:
tristar ha scritto:nell'effettuare la parabola "anti-G" l'aereo penso sia asservito al pilota automatico opportunamente modificato per mantenere 0 g o eventualmente un altro valore tramite la variazione dell'assetto. E' giusta questa ipotesi o è proprio il "manico" del pilota a mantenere 0 g?
Credo di sì, perché anche piccole variazioni dell'accelerazione locale possono essere molto deleterie se stai facendo esperimenti con fluidi sospesi a mezz'aria.

In particolare l'autopilota deve essere in grado di regolare la spinta in modo da annullare l'effetto della resistenza e, oltre a seguire la traiettoria parabolica, anche seguire la corretta velocità in ciascun punto della parabola.
l'autopilota potrebbe anche agire solo sul pitch, mentre i piloti regolano la spinta, comunque la domanda, come dici anche tu, mi veniva considerando che appunto bastano variazioni piccolissime per rovinare l'effetto.

ciao!

Ospite

Messaggio da Ospite » 23 luglio 2007, 14:59

Morghana ha scritto: Allora mi spieghi come mai sugli shuttle, o qualsiasi carretta simile, l'accelerazione ti inchioda al sedile ?
Perche' ci sono i motori che spingono e vai sempre piu` forte in salita. Quando lanci una pietra in alto, anche durante la fase ascendente la pietra e` il caduta libera (a meno dell'aria). Mentre sale la pietra rallenta, mentre lo shuttle mentre sale accelera.

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Messaggio da Luke3 » 23 luglio 2007, 15:13

Sugli alettoni proprio no , al max sull'equilibratore.
Si si scusa, mi capita a volte di riferirmi a tutte le superfici di controllo con alettoni nella fretta, intendevo equilibratore :D
La zona di zero g si ha anche durante la salita: si e` in caduta libera anche se si sta salendo.
Non durante tutta la salita, solamente verso la fine quando la manetta è regolata per non avere accellerazioni e stabilizzarsi su una parabola dove effettivamente si è in assenza di peso a causa della caduta libera. Si ha dunque peso nella richiamata iniziale per iniziare nella salita e nella richiamata per ritornare a volo livellato, circa 2G. Questo disegno forse spiega meglio la manovra.
Immagine
Inoltre, dimenticavo di dire, che prima di imbarcarsi (anche se è prassi dell'addestramento) bisogna addestrare gli astronauti in una camera iperbarica per riconoscere gli effetti dell'hypoxia in caso di depressurizzazione. E' regolamento per tutti gli occupandi di aerei dell'Air Force, e trattandosi il "Vomit Comet" di un aereo militare, bisogna farlo. Non è invece richiesto se si va sul 727 civile che invece segue normativa FAA.
Le manovre sono eseguite a mano e trim, ma il sistema idraulico dell'aereo è modificato per permettere una pressione idraulica continua sulle superfici di controllo per mantenere meglio l'angolo corretto.

lucax1x

Messaggio da lucax1x » 23 luglio 2007, 15:57

Black Magic ha scritto:Quello americano è un KC135 soprannominato "vomit comet"...
vomit comet...e chi ci sale su solo un pazzo !?! che cos'è un aereo per smaltire la sbronza ??? :)

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Messaggio da pippo682 » 23 luglio 2007, 15:57

Morghana ha scritto: Domanda: perchè vomit-comet ?
Perchè in genere lo stomaco non sopporta facilmente 10 o 20 di queste manovre consecutive.... io probabilmente dovrei lanciarmi col paracadute alla fine della seconda, visto che si torna a terra solo alla fine di TUTTI i giri in giostra previsti :lol:

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Messaggio da vihai » 23 luglio 2007, 16:17

Da questo grafico si dovrebbero vedere meglio le proporzioni delle parabole nell'ipotesi che quella a bassa gravità sia a 0g e la richiamata a 2g e la transizione tra l'una e l'altra sia istantanea).

Sono tre parabole (non un tratto di sinusoide anche se ci assomigliano) e il tratto a zero g è tutto quello rosso.

Ciao,
Allegati
parabola.png

Black Magic

Messaggio da Black Magic » 23 luglio 2007, 16:39

Mi dispiace aver trattato male vihai, ma quando penso di essere nella ragione sono un d**K head. 8)
Tra l'altro ti ho "costretto" a fare questo plot delle 3 parabole che, però, rende tutto chiarissimo.

In effetti intendevo davvero la stessa cosa, dato che consideravo tutto il ramo completo della curva, chiamandolo impropriamente parabola, quando è l'unione delle tre.
L'equivoco è nato dal fatto che ho usato culmine, pensando di distinguerlo dal peak della parabola.
In realtà avrei dovuto usare un altra espressione.

Adesso che sembra ci siamo chiariti Luke può raccontarci, se gli fa piacere, qualche esperienza di astronauti sul vomit...

cu!

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Messaggio da Luke3 » 23 luglio 2007, 16:51

Da quanto mi hanno raccontato è molto bella come esperienza, però sicuramente non serve a niente perchè quando vai su davvero e lo provi per tempi prolungati, ci sono tanti effetti collaterali all'assenza di peso che non si possono simulare in 30 secondi, però è sempre divertente :D
Consiglio a tutti quelli che dispongono di 3500$ alla mano di andare a provare l'esperienza in Florida o a Las Vegas con la ZeroG Corporation. Io un giorno vorrei andarci :wink:
Per esempio è stato utilizzato per testare la procedura di ingresso nel famoso X37 Crew Return Vehicle che doveva essere la scialuppa di salvataggio della Stazione Spaziale Internazionale che però è stato abbandonato come progetto. In pratica fu fatta una modifica al Vomit Comet per poter agganciare il modello 1:1 del CRV e durante i periodi di microgravità, 7 astronauti dovevano cercare di entrare nel veicolo dall'aereo il più velocemente possibile, cosa molto difficile da compiere :D
Esiste inoltre un programma dell'ESA per studenti liceali ed universitari che consiste nel progettare un esperimento, assieme alla propria classe o indipendentemente, da far funzionare in microgravità, si partecipa ad un concorso ed il vincitore ha la possibilità di volare col proprio esperimento sull'A300 dell'ESA :D

Black Magic

Messaggio da Black Magic » 23 luglio 2007, 18:03

Luke3 ha scritto: Esiste inoltre un programma dell'ESA per studenti liceali ed universitari che consiste nel progettare un esperimento, assieme alla propria classe o indipendentemente, da far funzionare in microgravità, si partecipa ad un concorso ed il vincitore ha la possibilità di volare col proprio esperimento sull'A300 dell'ESA :D
Sì, ci hanno partecipato dei miei compagni all'università; portando un esperimento proposto dalle facoltà di ingegneria e scienze, riguardo alla simulazione della risalita sulla spiaggia di alcuni bacarozzi (sic :roll: ) :lol: in condizioni di microgravità.

La raccontano come una bella esperienza.

Una bella opportunità per chi è ancora in tempo a prenderla...:D

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Messaggio da beluga » 23 luglio 2007, 18:16

Black Magic ha scritto:
Luke3 ha scritto: Esiste inoltre un programma dell'ESA per studenti liceali ed universitari che consiste nel progettare un esperimento, assieme alla propria classe o indipendentemente, da far funzionare in microgravità, si partecipa ad un concorso ed il vincitore ha la possibilità di volare col proprio esperimento sull'A300 dell'ESA :D
Sì, ci hanno partecipato dei miei compagni all'università; portando un esperimento proposto dalle facoltà di ingegneria e scienze, riguardo alla simulazione della risalita sulla spiaggia di alcuni bacarozzi (sic :roll: ) :lol: in condizioni di microgravità.

La raccontano come una bella esperienza.

Una bella opportunità per chi è ancora in tempo a prenderla...:D

Una mia collega ha partecipitato al programma ZeroG, tramite SPACELAND;
è la prima donna disabile ad aver partecipato a tali attività...
Me l'ha descritta come un'esperienza fantastica.
Fabrizio

Warnehmung / Constatazione
Als ich wiederkeherte / War mein Haar noch nicht grau / Da war ich froh. Die Muhen der Gebirge liegen hinter uns / Vor uns liegen die Muhen der Ebenen
Quando ritornai / i miei capelli non erano ancora grigi / ed ero contento. Le fatiche delle montagne sono alle nostre spalle / davanti a noi le fatiche delle pianure
Bertolt Brecht


Saltate pure e con coraggio di testa nel presente che non ritorna per ritrovarvi in un attimo nel cuore stesso dell'eternità...
Bohumil Hrabal (Brno 1914, Praha 1997)


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