像志玲姐姐和宇航员那样漂浮——失重飞机抛物线飞行攻略
有错就改：2017年7月11日刊登的《观点 | 对我国商业航天测控管理有关问题的初步探讨》一文，第一作者应为徐爱民。
最近一期真人秀《旅途的花样》，林志玲、花花和金晨三人的“林花钱”组合在俄罗斯体验了一次有趣的失重飞行，看着他们在飞机里起起落落，尖叫欢笑，令人在羡慕的同时也感到十分好奇，坐飞机体验失重的原理是什么呢？除了俄罗斯，我们还能在哪里体验这种奇妙的感觉呢？
今天这篇科普文就详细介绍了有关抛物线失重飞机的各种知识，卫网君友情提示，请仔细阅读，结尾还有彩蛋哟~
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志玲姐姐和小伙伴们的失重之旅
抛物线失重飞机
体验失重的美妙瞬间
作者 | 空天松鼠
编辑 | 朝晖
说起失重大家都并不陌生，轨道飞船和空间站上就处于失重状态，我们在日常影视中早已见到过航天员们失重状态悬空而行的奇妙景象。不过遗憾的是，这种失重对普通人而言可望而不可及——上天的船票已经涨到7000万美元了。那么有没有便宜可行的失重体验方式呢？答案是有！依照抛物线飞行的失重飞机就是一个现成的解决方案。
近地轨道上的宇宙飞船处于失重状态，通俗地说就是地球引力抵消了圆周运动的离心力。然而这是错误的描述，离心力只是虚拟的力，实际上飞船只受引力作用运动。既然飞船和航天员同样受到引力作用，为什么没有像我们地面上的人和物一样感觉到重力呢？其实道理很简单，飞船和航天员都处于自由下落（Free Fall）状态，宇宙飞船的速度很快，而地球又是圆的，飞船下落的同时，球形的地面也“下沉”，所以对圆周运动的飞船来说，轨道高度仍是不变的。简而言之，航天员失重是因为处于自由下落状态，那么我们要体验失重，最好的办法当然是模拟出自由下落状态。
科学家们想了很多办法创造失重状态，比如在地面建造微重力塔。中科院力学研究所建造的微重力塔高度116米，通过自由落体方式可以获得3.6秒的失重时间，但这里没法供人类体验。
中科院力学研究所建造的微重力落塔和落仓
亚轨道旅游的商业航天公司比如维珍银河的太空船二号飞机，蓝色起源的新谢泼德火箭都能通过亚轨道自由下落飞行提供失重体验，但二者目前尚未完成研制和试验，更别说提供商业服务了。
维珍银河老板布兰森在体验失重感
不过别着急，抛物线飞行的失重飞机早已投入使用了，失重飞机的原理就是通过抛物线飞行进入自由下落状态，从而实现失重。具体地说，失重飞机先是抬高机头加速进入一个超重状态，随后飞行员减油门降低发动机推力并减小飞行仰角，飞机进入模拟的抛物线飞行状态，机内出现失重现象，飞机飞过顶点后，抛物线状态还会持续一段时间，然后飞机加大角度俯冲再次进入超重状态，结束俯冲后飞机改平飞，回到正常重力状态，飞行员准备下一次抛物线飞行……一般来说，一次飞行可以进行数次甚至数十次抛物线失重飞行，抛物线失重飞机是微重力科研和航天员训练的重要手段之一。
伊尔-76K的零重力抛物线飞行示意图
利用抛物线飞行来模拟失重，是德国科学家1950年提出的想法，当时他们已经通过“回形针行动”被送往美国，这个创意自然为美国所用了。美国的水星计划中，就将一架C-131“萨马利亚人”运输机改装为抛物线失重飞机，训练美国首批预备上天的航天员。美国航天局的失重飞机得到了“呕吐彗星”的外号，“呕吐彗星”后来换成了KC-135运输机，2004年这架“呕吐彗星”退役，飞行员说过去那么多年清理了至少285加仑（约1079升）的呕吐物，看来失重体验也并不全是美妙啊。
美国的水星计划中，利用C-131“萨马利亚人”运输机改装的失重飞机进行训练的航天员。
美国开风气之先，苏联也紧随其后启动了抛物线失重飞行项目。苏联时代使用图104客机改装的失重飞机对航天员进行失重训练，自1980年后使用改装的伊尔-76大型运输机进行抛物线失重飞行。俄罗斯不仅使用伊尔-76失重飞机训练本国的航天员，还对外提供合作和商业服务：据新华社报道，中国启动921载人航天工程后，航天员们一直在俄罗斯的伊尔-76MDK失重飞机上进行失重体验训练。俄罗斯人也大力拓展商业失重飞行，2015年莫斯科航展上参观者有机会在伊尔-76MDK飞机1.5小时的飞行时间内体验10次失重飞行，每次失重时间25到28秒。
进行失重实验训练的伊尔-76MDK飞机
欧洲国家早期借用美国的KC-135和租用俄国的伊尔-76进行失重飞行，后来法国改装了自己的失重飞机，先是A300客机后来又增加了A310客机。法国的失重飞机同样面向全世界提供微重力飞行服务，1997年后法国空间研究中心（CNES）子公司NoveSpace负责失重飞机的运营。由于中国没有自己的失重飞机，中科院曾购买CNES的失重飞行服务开展微重力科学实验，比如2016年中国首台太空失重条件下的3D打印机在法国波尔多的抛物线失重飞行中进行了试验。
法国的NoveSpace公司主要面向科研机构提供失重服务，2012年才面向公众提供失重体验飞行，每次飞行中有13次22秒的零重力飞行时间，单人票价6000欧元，不过即使如此也是人满为患。
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NoveSpace失重飞机的抛物线飞行
NoveSpace本年度唯一可预订的抛物线航班，已订满。可以登记候选也可以选择明年的航班，飞过的有折扣！
俄罗斯VEGITEL公司作为加加林航天员科研试验训练中心的唯一正式旅游经营商，目前也对外提供乘坐伊尔-76MDK飞机的商业失重飞行体验旅游，美国有公司和个人乘坐俄国伊尔-76MDK飞机体验失重，我国也有商业客户前去体验有趣的失重感觉，《花样姐姐》节目组去体验失重，乘坐的就是这款飞机。
2004年，首次有中国游客在莫斯科的加加林阿特拉斯宇航中心体验太空失重训练的乐趣。
美国是抛物线失重飞行的开路者，商业化其实开展的也很早。2005年美国航天局使用一架麦道公司生产的C-9B继续进行失重飞行实验和训练，2014年美国航天局取消了失重飞行项目，原因就是有了更便宜的商业服务。2004年在弗罗里达州成立的美国Zero-G公司（网址gozerog.com）使用一架波音727-227F飞机开展零重力失重飞行体验，2007年它开始常态化的失重飞行，当时单人票价为3675美元，即使到2013年也不过涨到4950美元。
失重飞机早已在航天员训练、微重力科研等方面取得了广泛应用，但公众对它了解不多，2014年女明星Kate Upton乘坐 Zero-G公司的失重飞机上天，身着金色比基尼泳装的Kate Upton失重漂浮的美妙画面吸引了无数人的目光，抛物线失重飞行也因此声名鹊起。
漂浮中的Kate Upton
顺手推荐中国某科研小哥在法国体验失重飞机的亲身感受，只需要点击末尾“阅读原文”即可。
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