Parabolični leti kot dostopno in pomembno orodje za raziskovanje učinkov breztežnosti

V svoji predstavitvi se je Normand osredotočil na tri glavna vprašanja: kaj je breztežnost, kako jo doseči in kakšni so njeni učinki na človeško telo. Razumevanje breztežnosti, kot tudi samih paraboličnih poletov, je po njegovih navedbah tesno povezano z gravitacijo, silo privlaka med delci, ki je odvisna od mase in razdalje med temi delci. Uravnava gibanje planetov okoli sonca, Lune okoli Zemlje in je praktično vseprisotna, z izjemo specifičnih območij v vesolju, t. i. Lagrangeevih točk, kjer privlaki različnih teles drug drugega izničijo.

Ker gravitaciji ne moremo uiti, breztežnosti ne smemo razumeti kot odsotnosti gravitacije, temveč kot stanje odsotnosti teže, poudarja Normand. Teža je sila telesa usmerjena v sredino planeta ob stiku z njim, ki jo povzroča gravitacijski privlak planeta na telo. Sledeč tretjemu zakonu Isaaca Newtona o gibanju, "če prvo telo deluje na drugo telo z neko silo, potem tudi drugo telo deluje na prvo z nasprotno enako silo", mora tudi sila teže imeti svojo reakcijo. Ta reakcija je, kot pravi Normand, gravitacijski privlak, ki ga telo izvaja na planet. Zato se, ko iz enačbe izvzamemo stik s površjem, sila teže izniči, gravitacija pa ostane. Kot je povzel, biti breztežen v bistvu pomeni izničiti stik s planetom in padati.

Za doseganje breztežnosti obstaja več načinov, vsi pa imajo skupno to, da predmet pospešijo do dovolj visoke hitrosti, da se lahko le-ta za določen čas znebi stika s planetom in doseže breztežno stanje. Če predmet potuje s prenizko hitrostjo, ga bo gravitacija povlekla nazaj na površino, če s previsoko, bo ušel iz gravitacijskega polja planeta naprej v vesolje, razloži Normand. Vse hitrosti vmes dosežejo, da se predmet utiri v orbito okoli planeta in dokler lahko to hitrost vzdržuje, bo večno padal proti planetu, ne da bi ga zadel. Na Zemlji je spodnja meja te hitrosti 7,78 kilometrov na sekundo, zgornja pa 11. Po tem principu utirjanja delujejo denimo sateliti in vesoljske postaje.

Mednarodna vesoljska postaja (ISS) ima seveda idealne pogoje za izvajanje poskusov v breztežnosti, predvsem z vidika časovnih omejitev, a je njihova izvedba zelo draga. Zato so se razvili cenejši načini, ki uporabljajo satelite, merilne rakete, gravitacijske stolpe ali parabolične polete. Vsi ti načini lahko dosežejo različno dolga breztežnostna stanja, od več ur, kot v primeru satelitov, do le nekaj sekund, kot v primeru gravitacijskih stolpov. Parabolični poleti lahko breztežnost ustvarijo za okoli 20 sekund v kosu, a kot izpostavi Normand, to stanje tekom poleta lahko dosežejo tudi do 30-krat.

Ena parabola, ki jo letalo izvede za doseganje breztežnosti in po katerih je polet poimenovan, traja minuto in 10 sekund. Letalo, predelan Airbus A310, tekom manevra iz višine 6,1 kilometra pospeši in se dvigne na 8,5 kilometra ter nato vrne na originalno višino. Potniki v letalu dosežejo 20 sekund stanja breztežnosti sredi tega manevra, ko se vse sile, ki vplivajo na letalo (zračni upor in dvig, pospešek itd.) izničijo in nanj vpliva le še gravitacija oz. teža. Koncu manevra sledi minuta in 50 sekund premora, nato se manever zopet začne. Po Normandovih navedbah se izvedbo eksperimentov zaradi strogih pogojev leta načrtuje vnaprej, metodično in do sekunde natančno.

Raziskave, ki jih opravljajo na poletih, se večinoma tičejo področij medicine, biologije ali fizike, je povedal Normand. Med njimi so denimo raziskave človeške fiziologije in kardiovaskularnih prilagoditev na gravitacijo, delovanje vestibularnega sistema in njegov vpliv na potovalno slabost, proučevanje obnašanja delcev in ustvarjanje kovinskih zlitin kot tudi testiranje medicinske opreme za astronavte. Številni projekti so vezani tudi na zdravstvene težave, s katerimi se današnji astronavti srečujejo ob daljših obdobjih bivanja v breztežnosti.

Vestibularni sistem, ki nam na Zemlji pomaga ohranjati ravnovesje, v breztežnosti možganom ne more pošiljati pravih sporočil, na kar se morajo možgani navaditi, razloži Normand. Ob vrnitvi na Zemljo se morajo astronavti zopet nazaj privajati na njegovo normalno delovanje. Opazovali so tudi učinke breztežnosti na krvni pritisk. Človek, ki stoji na Zemlji ima namreč najvišji krvni tlak v nogah, v breztežnosti pa se ta prerazporedi v zgornjo polovico telesa, kar lahko predstavlja zdravstveno tveganje ob vrnitvi na Zemljo.

Še bolj problematična in že dlje časa raziskovana problema bivanja v breztežnosti sta, kot navaja Normand, pospešeno propadanje mišic spodnje polovice trupa ter demineralizacija kosti, predvsem v bokih, kar povečuje tveganje za zlome. V zadnjem času so se raziskave usmerile tudi v težave, ki jih imajo astronavti na dolgih misijah z očmi in vidom, precejšen napor pa gre tudi v odkrivanje načinov varovanja pred kozmičnim sevanjem.

Parabolične polete v Evropi organizira Novespace, hčerinsko podjetje francoske vesoljske agencije CNES. Letno izvedejo šest kampanj poletov, pri tem da ena kampanja običajno vsebuje tri polete opravljene znotraj enega tedna. Normand je tudi napol v šali dejal, da je glavni vidik njegovega predavanja prepričati navzoče študente, da so parabolični leti edinstvena priložnost za izvedbo njihovih doktorskih nalog. Medicinska fakulteta Univerze v Caen Normandiji, kjer poučuje, ima z evropsko vesoljsko agencijo (ESA) namreč sklenjen dogovor o izvajanju medicinskega nadzora in pomoči raziskovalcem med izvajanjem eksperimentov na paraboličnih poletih. Vsako leto izvedejo razpis, na katerem izberejo doktorske naloge iz biologije in fizike, katerih poskusi dobijo mesto na paraboličnem letu. Kot je povedal, je številne polete izkusil tudi sam, tako v vlogi raziskovalca kot medicinskega osebja.