标题宇航员信箱
栏目宇航员信箱
期数1998年第6期
四川成都中医药大学针灸系燕子问:什么是微重力环境?能否形象地加以说明?
肯尼迪航天中心专家答:物体在只有地球引力作用的情况下自由下落的速度为一个重力加速度,用g来表示,其方向是指向地球中心的,这个重力加速度大约等于9.8米/秒2。我们可以通过引入重力加速度的定义来解释微重力环境。微重力这个词的英文拼写是microgravity,由于语境的不同它有两种不同的解释。第一种,“micro”作为源于希腊语“mikros”经演化后的英文单词的前缀,意思是“小”,据此,微重力环境就是指对物体作用产生的加速度小于在地表时的加速度的重力环境;第二种解释是取“micro”在度量制中相当于百万分之一的意义,那么微重力环境就是指物体作用产生10-6倍地球表面重力加速度的重力环境。应该说,这两种解释都是正确的,但我们通常的理解是第一种,因为事实上如果要感受10-6倍地球重力加速度的微重力环境,我们不得不做至少远离地球六百三十七万公里的飞行,这个航程相当于地球到月球距离的17倍,目前的载人飞船还无能为力,因而是不实际的。
然而,我们不是不可以感受到微重力的存在。感受微重力有两个途径:一是远离地心,挣脱引力;二是自由下落。试想,你搭乘电梯到达一座高层建筑的顶层,这时不幸的事发生了,支撑电梯轿箱的缆绳突然折断了以至于轿箱同你一道迅速坠落地面(这个设想中,我们姑且忽略不计空气与下落轿箱产生的摩擦力)。由于你同轿箱是一块下落的,你会感到自己在轿箱中处于漂浮状态。换句话讲,你和轿箱以同样的加速度向下坠落。倘若轿箱内有一只秤,你想称称自己下落的体重,你会发现秤上的读数为零,因为秤也在随同你一道下落。
再让我们考查一下微重力对加速度产生的影响。假设你登上一个五米高的屋顶,然后纵身跳下去,只需一秒钟你就会落到地面上。但在相当于地球重力百分之一的微重力环境中,同样高度的下落需要10秒钟,在相当于10-6倍地球重力的微重力环境中,这个下落却要花上17分钟!
航天飞行中遇到的许多困难都来自于微重力,各国宇航专家也非常重视微重力研究。微重力给宇航员的太空工作、生活带来了不便,但同时专家们又发现微重力环境同样也能造福人类,尤其是在这种环境中制造某些药品有着得天独厚的优越性。
成都双流中学范苗苗问:太空中,人的身体会发生哪些显著变化?
NASA宇航员办公室林达·肯尼迪女士答:太空微重力环境使人的身体在许多方面发生变化。由于身体下半部的血液向上半部转移,面部看起来较在地面上更加丰满,眼睛似乎也变小了;皱纹消失了,看起来比实际年龄年轻许多;腰围减少3~5厘米,双脚明显变小。另一个重要变化是人的身高会比平时增加3~5厘米,原因是太空中的脊柱几乎不受重力影响,不会受到地心引力向下的牵引。微重力还会改变人的姿态,关节和髋部发生弯曲,双膝处弯曲成微微的蹲式。无论手臂如何伸向下方,它们总有漂浮的倾向,而且脚尖总是绷直的。太空靴上有特制的限制器,帮助宇航员双脚稳稳地站立。太空中,宇航员必须通过锻炼防止心脏和其它肌肉组织的衰退。
山西运城李松问:我很佩服宇航员的胆量,但这种胆量是通过什么方法训练出来的呢?
列昂诺夫将军答:宇航员的确有超人的胆量,因为不这样的话是很难想像怎样去面对紧急情况的。假设航天飞机发射后在两万多米的高空发生了意外,宇航员为了迅速脱身,必须跳伞,因此宇航员胆量的训练也主要是通过跳伞实现的。具体方法是登上一个172米高的塔,下面有一个看起来很小的“水缸”,然后纵身往下跳。当然,实际上那“水缸”并非那么小。跳伞降落陆地比较容易掌握,但是一旦迫不得已只能跳入海里困难就大得多了,因为不仅要计算风力的强度,作出正确的判断,还要对付波涛,否则,难免不出现危及生命的情况。除此之外,也有一些其它的训练方法,但这个方法证明是十分有效的。可别以为像我说的这么容易,好多宇航员候选人都是在这项训练中被淘汰下来的。