科普 | 太空失重，航天员的“专属体验”

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过山车是深受年轻人喜爱的一项游乐设施，坐过山车可以感受失重带来的刺激。受地球引力，我们在地面上只能短暂地体验失重，而航天员由于职业特殊性，在太空会一直保持失重的状态。太空环境与地面环境有很大不同，在失重条件下，人体会有怎样的变化？航天员是如何适应的呢？

失重是航天飞行中特有的物理现象之一。在地球轨道上运行的航天器，其飞行速度达7.91千米/秒，此时，地球对航天器的引力成为航天器环绕地球飞行的向心力，假设航天器上的所有物体都靠地球引力绕地球飞行，相互间没有作用力，则都处于失重状态。但实际上，我们无法忽略作用在航天器上的气动力和气动力矩、小推力的姿控发动机点火、航天员在航天器内运动等各种因素，这些因素会造成航天器及其上的物体有一个微小的加速度，其产生的力称为微重力。

由于人类一直生活在地球表面的重力环境下，人体的生理组织结构和生理机能已经适应了重力环境，所以当航天员从地面的重力环境进入空间轨道的微重力环境后，肌体会出现一系列的生理反应。如神经与肌肉的协调和控制功能出现紊乱，人体的姿态平衡能力、运动协调能力和空间定向能力下降，由于自身感觉不到头部活动及四肢重量，这种异常感会给航天员造成定向错觉。

在进入微重力环境的初期，部分航天员会出现前庭功能障碍，产生晕眩、恶心、呕吐、困倦等航天运动病症状，由于全身体液向上半身和头部转移，航天员会产生颈部静脉鼓胀的现象。体液的转移会使航天员血浆容积减少，血液浓缩，从而导致贫血。而中长期航天飞行，会导致航天员出现多种生理、病理现象。

为了让航天员更好地适应太空环境，顺利完成飞行任务，目前，航天员主要还是通过地面训练，逐渐适应微重力环境，以降低微重力环境对人体的影响。在地面，航天员需要开展航天环境性训练和体质训练。其中，航天环境性训练能提高航天员对航天飞行环境的耐力与适应能力，以及返回地面后的再适应能力，主要有超重耐力适应性训练、前庭耐力训练、失重适应性训练等训练项目。

超重耐力适应性训练

超重耐力适应性训练贯穿于航天员训练的全过程，超重训练的主要设备是载人离心机。 该训练可以使航天员掌握正确的呼吸对抗动作，增强和维持航天员抗超重的能力和稳定性。

航天员聂海胜在进行超重耐力训练（秦宪安/摄）

前庭功能训练

经实践证明，前庭功能训练可以增强航天员前庭功能的稳定性，通过主动训练（弹跳网、滚轮、旋梯等多方向自体旋转运动）和被动训练（秋千、转椅）相结合，提高前庭器官对运动刺激的耐受力，避免或减轻航天运动病的症状，是预防航天运动病的重要措施之一。

航天员在转椅上进行前庭功能训练

失重适应性训练

失重适应性训练是在地面上创造或模拟失重环境，或模拟失重状态下人的某些生理反应。例如失重飞机飞行训练，即用高性能失重飞机做连续的开普勒抛物线飞行，可以反复产生失重环境，用于航天员训练。除失重飞行外，还可以进行血液重新分布适应性训练，利用转床进行体位改变的训练，可以模拟失重时血液往头部转移引起的生理反应，使航天员体验和适应失重条件下血液重新分布和由此产生的各种效应。该训练能使航天员了解和熟悉失重环境，并掌握失重环境下的运动及各种操作技巧。

经过严格的地面训练，航天员进入太空后就“解锁”了很多与众不同的奇妙经历。品尝美食、悬空漂浮、锻炼身体、种菜养蚕、太空授课等等，都成为了航天员的“专属体验”。

航天员在太空品尝食物

航天员在太空因失重漂浮、翻跟头

航天员在太空运动健身

航天员在太空养蚕宝宝

航天员在太空种植生菜

航天员在太空授课

所以，尽管航天员在航天飞行任务中面临的实际困难是多方面的，但这种“专属体验”也让他们在太空的工作和生活充满了乐趣。你更pick哪一款？

选自：《飞天英雄——追踪航天员飞天足迹》

来源：中国载人航天