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那福忠,知名電子出版專家、網路作家。
   
  嚮往無重力飄浮?
 

那福忠 December 10, 2004

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   電視傳來太空梭裡輕飄慢舞的的太空人,或是電影阿波羅 13 Tom Hank 在太空船裡的飄浮,看起來真是好不自在,相信有不少人嚮往,想親歷其境一試。隨著全球化的開放,美國航空署核准了一家叫零重力 Zero Gravity 公司的營運,用特製的飛機與特別的飛行技巧,能帶給坐飛機的人零重力,可以讓人在空中飄浮。這項技術有四十多年的歷史,是美國太空總署 NASA 用來訓練太空人的,現在開放給民間做生意,只要 3000 美元,就可以體驗無重力飄浮。消息一傳出,從登陸過月球的老太空人、到航太研究機構的研究人員,都成了零重力的顧客。

   零重力公司位於美國佛羅里達州羅岱堡,附近有好萊塢國際機場,是發展快速的社區。3000 美元的代價有一天的節目,早上八點報到,九點到十一半點講習訓練,十一點半到下午一點由機員與教練陪同午餐,一點安全講習、然後坐車到好萊塢機場,兩點登上 G-Force One 號飛機(照片),開始體驗無重力飄浮,回來之後休息到五點,開始一項叫做「恢復重力」的給獎儀式,每人獲得結業證書。除了在飛機上,全部活動都在社區內的豪華賭場飯店進行,包括三餐,另外還有旅行袋、T Shirt、無重飄浮的錄影與照片等贈品,儼然是高科技旅遊,去過的人都說值回票價。

   坐飛機會零重力?當然不會。只要在地球上或地球軌道之內,都會受到地球重力、也就是地心引力的牽引,拉回地球,何況零重力用的飛機最高僅飛到 34000 呎,比民航機飛的還低。但靠迅速高低交錯的飛行,確實能讓飛機裡的人,產生短暫的無重力狀態。飛機先正常飛到 24000 呎,然後以 45 度角在 20 秒鐘內急速爬升到 34000 呎,立即把飛機拉平,這時飛機裡的人就會覺得被甩了出去,如果不繫安全帶,就可以在機艙裡隨處飄浮、翻跟斗,這樣維持約 25 秒,隨後飛機以 30 度角在 20 秒內急速拉回到 24000 呎,飛機裡的人也逐漸從飛機的空中落到飛機的地板,恢復重力狀態,休息片刻再重複一樣的動作。這樣週而復始,一共做 15 次,全部飛行時間為半小時。

   用的飛機是一架波音 727 貨機改裝的,駕駛艙在前面,後面整個貨艙就用作體驗零重力的空間,艙內四壁加裝柔軟材料,掩蓋尖硬的部分,免得飄浮的時候碰撞受傷。因為空間很大,一旦進入無重力時段,就可以做一些大動作,像是上下浮動、或前後飛行,好好把握這輕飄飄的 25 秒。為了讓大家習慣重力減低的感覺,飛行員採用了漸進的操作方式:第一次讓大家體驗火星,因為火星僅有地球三分之一大,所以把重力減為地球的三分之一,原來 90 公斤的人就剩下 30 公斤;第二次讓大家體驗月球,月球僅有地球的六分之一大,所以把重力減為地球的六分之一,那位剩下 30 公斤的人就減成了 15 公斤;從第三次以後才讓大家體驗太空,把重力減為 0,大家無論胖瘦都沒有體重,所以能飄浮在空中。

   到底是什麼原理產生這種短暫的無重力現象,其實這與坐電梯、坐飛機、坐雲宵飛車急速下降,所產生的感覺與狀況是同一回事,如果飛機裡沒有安全帶、雲霄飛車沒有護欄,人也會飛出去飄浮,當然這後果是負面的。無重力飛機用的技術,則是安全的拋物線操縱 (Parabola Maneuver)。拋物線,顧名思義是把東西扔出去經過的軌跡,除了向上直拋、或棒球投手用全力平投以外,通常往天上傾斜的投擲一樣東西、或一個球,開始往上的速度很快,但受到地心引力拉回,升高逐漸緩慢,升到最高點略微停滯,然後慢慢下墜,由緩而急,越來越快的落回到地面。這個球走的軌跡,就叫拋物線,通常是一條弧形的線,弧線的頂點略微停滯的地方,就是短暫的無重力狀態。

   如果把球換成人,用力被扔上天,在拋物線頂點就會自由的飄浮,然後開始緩慢下墜,雖仍可繼續飄浮,但必須要想辦法接住,免得墜落到地面。把人能扔上天去,又在墜落的時候能把人接住,唯一的辦法,就是用一架飛機把人「包住」。飛機急速爬升,好比把球往上丟,爬到一定高度把飛機拉平,就好比球到了頂點,經過 25 秒無重力狀態之後,開始下降。這時如果飛機也跟著球以等速下降,則球仍繼續在空中無重力飄浮,但飛機裡的是人、不是球,所以飛機雖然也跟著下降,速度卻比拋物線下降的速度慢,所以人能落在飛機的地板上,飛機把人「接住」。整個飛行的行程,與自然的拋物線吻合,置到下降時才把速度減慢。(拋物線飛行圖解

   1959 年,NASA 成立了減低重力計畫,用一架波音 707 貨機改裝成 KC-1 35A 空中實驗室,用拋物線的飛行方式,做減低重力的模擬實驗,藉以了解在低重力、無重力環境之下,人員與設備的反應,做為以後發展太空的依據。四十年來,這架飛機出勤過十萬多次,從早期的太空實驗、到登陸月球、太空梭、到現在的國際太空站,訓練了無數太空人,也測驗過無數的儀器設備,目前為 NASA 在德州的詹森太空中心負責運作。波音 707 727 大,飄浮的空間寬廣,但實驗與休閒終究不同,每次飛行要做 40 次的拋物上下,才能收集到較多的資料,所以這架飛機別稱為「嘔吐慧星」(Vomit Comet),任你身體再好,上下 40 次也難免不嘔吐。

   還嚮往無重力飄浮的浪漫?或說 15 次上下應該承受得了吧!但專家們說好不了多少,一般人既不是太空人、也不是飛機師,對快速重力的變化仍不習慣。每一次上下,這架飛機都要在 0 1.8 個地球重力之間徘徊,所以要先吃暈機藥,而且預備嘔吐。如果本來就暈機暈船,那最好就別玩這個遊戲,免得花錢受罪。

   有興趣體驗無重力的讀者,可先觀賞一些展示照片,再做決定不遲。如果真的要嘗試,這是航班表,這是一天的飛航節目安排。祝旅途愉快!


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