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微重力环境
    日期:2009年03月05日    字体:【】【】【

  微重力有时又称零重力。严格说来,应是“零重量”而不是零重力。最近美国航宇局的科学家对微重力环境下了一个比较科学的定义:微重力环境是指在重力的作用下,系统的表观重量远小于其实际重量的环境。这个定义是准确的但不够通俗易懂。
  目前产生微重力环境最常用的方法有4种:落塔、飞机、火箭和航天器。
  美国航宇局有多座用于产生微重力环境的落塔。这些落塔虽然结构各异,但产生微重力的原理都相似。世界上最长的落塔是日本人建造的,长490米,是用一座废旧的矿井改建而成,可产10秒的低重力。这是目前在地面用落塔产生低重力的最长时间。
  用飞机作抛物线飞行可产生30秒左右的低重力环境。所谓抛物线飞行是飞机先以45o角迅速爬高(称急升段),然后改为平飞(称平飞段),最后又以45o角下降(称下降段)。飞机在急升段和下降段,飞行员和参加实验的人员可受到2g加速度的作用,而在平飞段可体验到30秒钟的低重力环境。
  用高空探测火箭也能产生几分钟的微重力环境。火箭发射以后,先是以高加速度向上爬升,到达一定高度后有效载荷舱与火箭分离;然后有效载荷舱作惯性飞行,这相当于一种抛物线弹道飞行;最后再入大气层、减速和着陆。在有效载荷舱惯性飞行期间产生微重力环境。
  在地球轨道上运行的航天器是产生长时间微重力环境的理想工具。当航天器在320千米高的轨道上运行的时候,受两种力的作用:一种是重力,将航天器往地心拽,另一种是离心力或惯性力,它由于航天器绕地球运行而产生,与重力的方向相反,重力与离心力相互抵消,因而产生微重力。
  航天员在失重环境中的感受与地面完全不一样。进入失重状态以后最先感觉到的是漂浮。由于缺乏重力的向下吸引,双脚自然离开地板,身体悬浮在空中。这时正常行走已不可能,航天员只能用双手推拉舱壁来帮助身体移动。如果是在舱外,则需要用特制的出舱活动装置以帮助航天员“行走”或移动。  
  在失重情况下,人身体上所有与重量有关的感受器官都发生异常。四肢已感觉不到重量,肌肉不需要收缩和放松,因为身体已不需要维持一定姿势。人体内耳有一种感觉线性加速度的器官,称为耳石,是身体的重力感受器,在失重下不能感觉头部的运动,因此头取什么位置都无关紧要。所有这些异常的感觉会造成一种视定向错觉,这时航天员会感到自己身体和载人航天器都上下倒置。航天员在重力感觉异常情况下,当用手推拉航天器舱壁时,感觉不到自己在前后运动,而是认为航天器在前后运动,自己则是静止不动的。在太空中发生错觉,对航天员的工作和生活尚无太大影响,一般都能忍受。(来源:《神州圆梦——载人航天知识问答》)

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