Συνθήκες έλλειψης Βαρύτητας

Αν και τα διαστημικά ταξίδια είναι ο μόνος τρόπος που δίνει τη δυνατότητα μεγάλης χρονικής περιόδου συνθηκών έλλειψης βαρύτητας, μία πολύ φθηνότερη και πρακτικότερη μεθοδος είναι μία βόλτα πάνω σε ένα αεροπλάνο που πετάει σε παραβολική τροχιά (εικ. 1). Τέτοιου είδους αεροπλάνα, με το παρατσούκλι «κομήτες που ξερνάς», λόγω της ζάλης που επιφέρουν, επιτρέπουν στους επιβάτες να αιωρούνται για λίγα λεπτά, ενώ το αεροπλάνο βρίσκεται πάνω στην τροχιά του παραβολικού τόξου. Οι αστροναύτες χρησιμοποιούν αυτή τη μέθοδο για να εκπαιδεύονται για τις διαστημικές πτήσεις.

Εικ. 1. Ειδικά διαμορφωμένα αεροπλάνα πετούν σε παραβολικές τροχιές και δημιουργούν στους επιβάτες συνθήκες έλλειψης βαρύτητας χωρίς να χρειάζεται να απομακρυνθούν από τη Γη.

Κατά τη διάρκεια του παραβολικού πετάγματος το αεροπλάνο κινείται σε τροχιά που δίνει 0g (έλλειψη βαρύτητας) μέχρι 40 δευτερόλεπτα. Το παραβολικό πέταγμα δημιουργεί έλλειψη βαρύτητας ακολουθώντας μία τροχιά όπου η επιτάχυνση του αεροπλάνου εξουδετερώνει την επιτάχυνση της βαρύτητας (Εικ. 2) κατά μήκος του άξονα z, κάθετα προς τον αξονα του αεροπλάνου.

Εικ. 2. Σε πείσμα αυτού που πιστεύουν οι περισσότεροι, η φάση της μηδενικής επιτάχυνσης (0g, αιώρηση) της πτήσης αρχίζει όταν το αεροπλάνο ανεβαίνει και όχι όταν κατεβαίνει. Αν και το αεροπλάνο έχει ταχύτητα ανοδική, κατά τη διάρκεια της φάσης 0g, η επιτάχυνσή του έχει κατεύθυνση προς τα κάτω, πράγμα απαραίτητο, σύμφωνα με την εξίσωση (1), για να επιτευχθούν συνθήκες έλλειψης βαρύτητας.

Ειδικότερα, αν το αεροπλάνο και οι επιβάτες του επιταχυνθούν με την επιτάχυνση της βαρύτητας, έχουμε βάσει της εξίσωσης () μηδενική δύναμη αλληλεπίδρασης των επιβατών με το δάπεδο του αεροπλάνου, οπότε έτσι επιτυγχάνεται αιώρηση των επιβατών μέσα στο αεροπλάνο.

Μια τέτοιου είδους πτήση τυπικά αποτελείται από 30 έως 60 παραβολικές τροχιές, που η κάθε μία δίνει γύρω στα 25 δευτερόλεπτα αιώρηση. Μεταξύ των παραβολών το αεροπλάνο πρέπει να ανακτά ύψος,  και μεταξύ αυτών των 40s χρονικών διαστημάτων, όπου η προς τα κάτω ταχύτητα μειώνεται και μετατρέπεται κατόπιν σε προς τα πάνω, η επιτάχυνση του αεροπλάνου φτάνει από g σε 1,8g.

Το πρόβλημα κατά την κίνηση σε παραβολική τροχιά είναι το πέταγμα να γίνεται κατά τέτοιο τρόπο ώστε οι επιβάτες να παραμένουν σε σταθερές θέσεις μέσα στο αεροπλάνο, παρόλο που αυτό παίρνει κλίσεις περίπου 45 μοίρες ως προς τη γη και στο άνω και κάτω μέρος της τροχιάς περίπου 90 μοίρες. Επομένως εκείνο που πρέπει να εξασφαλιστεί  είναι να υπάρχει κατά μήκος του άξονα του αεροπλάνου και καθ’ όλη τη διάρκεια της πτήσης, συνισταμένη δυνάμεων πάνω στους επιβάτες ίση με μηδέν, ώστε να υπάρχει μόνο ένας βαθμός ελευθερίας στην κίνηση των επιβατών, κατά μήκος του άξονα z, κάθετα προς το δάπεδο του αεροπλάνου. Τα αεροπλάνα αυτά εξασφαλίζουν τις συνθήκες αυτές.