Wetenschap in gewichtloosheid

"Zero-g" Airbus
"Zero-g" Airbus
8 juni 2001

Veertien Europse onderzoeksteams hebben zojuist proeven uitgevoerd in microzwaartekracht. Ze waren niet aan boord van een ruimtevaartuig in een baan om de aarde maar vlogen mee met de ‘Zero-G‘ Airbus A300 van Novespace. Tijdens de dertigste paraboolvluchtcampagne van ESA werd daarin zowel natuurkundig als medisch onderzoek bij gewichtloosheid gedaan.

Om een toestand van gewichtloosheid op te wekken vloog de Zero-G een nauwkeurig van tevoren berekend traject. Het toestel moest dezelfde paraboolbanen volgen die ieder object in vrije val aflegt. De benaming vrije val zegt het al. Het vliegtuig - en alles dat zich daarin bevindt - gedraagt zich dan als een omhoog geworpen en weer terugvallende steen. Ook een steen zweeft tijdens de worp vrij door de lucht en kent tot hij neerkomt of een baanverandering ondergaat geen gewicht.

Baksteen

Een vliegtuig is niet bedoeld om als een baksteen naar beneden te vallen. Om niet neer te storten moet de Zero-G telkens op tijd optrekken. De hele procedure vergt trouwens een knap staaltje vliegkunst. Eerst versnelt de piloot de Airbus tot bijna maximale snelheid (meer dan 800 km/h). Dat gebeurt op een hoogte van 6000 meter. Daarna gooit hij de neus omhoog en klimt tot een hoek van 47 graden. Is die hoek bereikt, dan schakelt hij de motoren zover terug dat alleen nog maar de luchtweerstand wordt overwonnen. Het vliegtuig gaat vervolgens in vrije ‘worp’ nog 2000 meter verder omhoog.

Dan is de top van de paraboolbaan bereikt en duikt het toestel met de neus omlaag. Die val gaat net zolang door totdat het vliegtuig 2000 meter lager een onder hoek van 42 graden naar beneden vliegt. Op dat moment worden de motoren weer op vol vermogen gebracht en trekt het vliegtuig op naar een gewone, horizontale vlucht.

Tegen dat op en neer vliegen moet je tegen kunnen. Ongeveer een derde van alle deelnemers wordt misselijk ondanks eventueel ingenomen medicijnen tegen bewegingsziekte. Een NASA-vliegtuig waarmee paraboolvluchten worden uitgevoerd kreeg dan ook de bijnaam ‘Vomit Comet’ (kots-komeet). De misselijkheid ontstaat niet eens zozeer door de gewichtloosheid maar door de snelle wisselingen. Tijdens de klim naar en het optrekken uit de parabool vinden versnellingen plaats waardoor alles en iedereen tot 1,8 maal zwaarder wordt. Maar kotsmisselijk of niet: om in gewichtloosheid te kunnen experimenteren hebben onderzoekers er graag hun ontbijt voor over.

View inside the Zero-G Airbus A300 during a parabola
View inside the Zero-G Airbus A300 during a parabola

Astronauten

Tijdens de paraboolvluchten zijn ook vaak ESA-astronauten aan boord. Zo werden de wetenschappelijke teams tijdens de mei-vluchten begeleid door de Nederlandse arts en astronaut-in-opleiding André Kuipers. Bij paraboolvluchten die worden georganiseerd voor Europese studenten is doorgaans Nederlands eerste astronaut Wubbo Ockels aan boord.

De toestand van gewichtloosheid (natuurkundigen spreken liever over ‘microzwaartekracht’) duurt maar circa 20 seconden. Daarom worden meer parabolen gevlogen. Tijdens één vlucht zijn gewoonlijk dertig parabolen gepland.

Dertig maal 20 seconden lijkt heel weinig. Toch zijn die korte periodes van gewichtloosheid hard nodig om te oefenen voor echte en veel duurderde ruimtevluchten zoals naar het internationaal ruimtestation ISS. Dankzij de al uitgevoerde experimenten tijdens de Zero-G vlucht weten de onderzoekers dan dat de effecten die zij willen bestuderen echt plaatsvinden en dat de apparatuur die zij daarvoor ontwierpen ook naar behoren werkt.

Van de veertien experimenten tijdens de mei-campagne (de drukste ESA-vlucht ooit) waren acht van natuurkundige en drie van medisch-wetenschappelijke aard. Eveneens aan boord waren drie experimenten van studenten. Zij waren als succesvolste gekozen uit de dertig projecten van studenten die vorig jaar oktober met de Zero-G meevlogen.

Tot de professionele experimenten behoorde een onderzoek naar het ontstaan van metaalschuim, aluminium lassen in gewichtloosheid en een praktische test van warmtewisselaars voor koelkasten en vriezers aan boord van ISS. Artsen namen proeven met meetappartuur voor botverlies tijdens langdurige ruimtereizen.

Pers

De volgende professionele paraboolvluchten van ESA vinden in oktober van dit jaar plaats. De plaatsen voor experimenten zijn al nagenoeg volgeboekt. Maar er is nog beperkt ruimte voor vertegenwoordigers van de pers. Journalisten die geïnteresseerd zijn in het onderzoek bij microzwaartektracht kunnen een aanvraag indienen door een e-mail te sturen naar contact@esa.int

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.