Mikrograwitacja w służbie nauki: Niezwykła podróż samolotem NASA DC-9
Wyobraź sobie sytuację, w której każda kropla płynów wylewa się w nienaturalny sposób, przedmioty unoszą się swobodnie w powietrzu, a ciało zdaje się tracić swoją masę. Właśnie taki scenariusz rozgrywał się podczas lotów parabolicznych, symulujących stan mikrograwitacji, realizowanych przez NASA w latach 90. XX wieku. Te niezwykłe doświadczenia były możliwe dzięki wykorzystaniu samolotu DC-9, który pomógł naukowcom lepiej zrozumieć świat w warunkach zbliżonych do przestrzeni kosmicznej.
Pionierskie początki mikrograwitacji
Pierwsze eksperymenty z mikrograwitacją realizowane były już w latach 60. XX wieku przez Lewis Research Center (obecnie znane jako NASA Glenn). Wtedy to, przy użyciu samolotu North American AJ-2, badano zachowanie cieczy napędowych w warunkach niskiej grawitacji. Z biegiem czasu zakres badań poszerzył się o testy związane z procesami spalania i badaniem materiałów. Wraz z rozwojem programu kosmicznego NASA, mikrograwitacja stała się kluczowym elementem badań nad technologiami przyszłości.
Wprowadzenie wahadłowców kosmicznych w latach 80. dało naukowcom możliwość przeprowadzania długoterminowych eksperymentów w stanie mikrograwitacji. Jednak zanim badania mogły się odbyć w przestrzeni kosmicznej, konieczne było przetestowanie eksperymentów na Ziemi. W odpowiedzi na te potrzeby NASA Lewis zmodyfikowało samolot Learjet, który pozwalał na przeprowadzenie lotów parabolicznych dla jednego naukowca i jednej zablokowanej aparatury badawczej. Jednak potrzeba większej przestrzeni i możliwości testowania bardziej złożonych projektów doprowadziła do dalszego rozwoju tej technologii.
Nowa era z DC-9
W 1990 roku NASA podjęła decyzję o przekształceniu samolotu McDonnell Douglas DC-9 w laboratorium mikrograwitacji. W porównaniu z Learjetem, DC-9 oferował znacznie większą przestrzeń, co pozwoliło na instalację wielu eksperymentów jednocześnie oraz przeprowadzanie testów z udziałem większego zespołu badaczy. Samolot został przejęty od Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych, a w 1994 roku dotarł do Lewis Research Center w standardowej konfiguracji pasażerskiej.
Prace modernizacyjne, które trwały trzy miesiące, obejmowały usunięcie wszystkich siedzeń, wzmocnienie podłóg i sufitów, a także instalację nowych systemów zasilania, komunikacji i nawigacji. Dodano również duże drzwi ładunkowe, umożliwiające transport większych urządzeń. Dzięki tym zmianom, DC-9 stał się kluczowym narzędziem w badaniach mikrograwitacji, wzmacniając pozycję centrum NASA Lewis jako lidera w tej dziedzinie.
Przeprowadzanie lotów parabolicznych
Loty badawcze DC-9 odbywały się co dwa tygodnie. Pozwalało to na przygotowanie eksperymentów oraz konserwację samolotu. Każda misja była realizowana w specjalnie wydzielonej przestrzeni powietrznej nad północnym Michigan, startując z lotniska Cleveland Hopkins International Airport. W trakcie jednego lotu samolot mógł wykonać aż 40 parabol, dzięki czemu naukowcy mieli nawet 20-25 sekund mikrograwitacji podczas każdego obrotu.
Na pokładzie znajdowało się miejsce na osiem eksperymentów oraz 20 osób personelu badawczego. Testy obejmowały takie obszary jak pomiary przyspieszenia w mikrograwitacji, zachowanie pęcherzyków gazu, badania rozchodzenia się płomienia, flammabilność materiałów czy rozrywanie cienkich warstw cieczy. Badacze mogli obserwować swoje eksperymenty na żywo, co było cennym źródłem dodatkowych informacji. Ich skupienie na pracy było tak wielkie, że często nie zauważali stanu nieważkości swojego własnego ciała.
Znaczenie i dziedzictwo DC-9
W latach 1995–1997 DC-9 wzięło udział w realizacji ponad 400 godzin lotów, 70 trajektorii oraz 73 projektów badawczych, które miały istotny wpływ na rozwój nauki o mikrograwitacji. Dzięki temu samolotowi naukowcy zyskali możliwość testowania eksperymentów na Ziemi przed ich wysłaniem w przestrzeń kosmiczną, co znacznie poprawiło ich skuteczność i bezpieczeństwo.
Po zakończeniu leasingu w latach 90., DC-9 zostało zwrócone właścicielowi, jednak prace nad badaniami mikrograwitacyjnymi w NASA Glenn trwały dalej. Centrum to wciąż odgrywa kluczową rolę w projektach związanych z Międzynarodową Stacją Kosmiczną, w tym w badaniach nad bezpieczeństwem załóg, systemami napędowymi oraz właściwościami materiałów w warunkach kosmicznych. Warto również wspomnieć, że dwie wieże badawcze mikrograwitacji – w tym Zero Gravity Research Facility – nadal stanowią fundament badań w tej dziedzinie.
DC-9 może już nie latać, ale jego wpływ na naukę pozostaje niezapomniany. Dzięki temu programowi badawczemu naukowcy zbliżyli nas o krok do lepszego zrozumienia świata w przestrzeni kosmicznej, a zdobyta wiedza przyczynia się do dalszego rozwoju technologii kosmicznej.
Zobacz również:
- 2.2-Second Drop Tower
- Zero Gravity Facility
