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太空中的微重力环境是如何形成的?
    日期:2011年07月18日    字体:【】【】【

    航天器上的微重力环境是如何形成的呢?我们从杂技演员的水流星表演中,可以看到一个令人吃惊的现象,那就是装在水流星里的水,一点也没有抛洒出来(图1)。这一现象,牛顿给了我们科学的解释:高速旋转的水流星中,水和杯子都加速向外飞出,但是又受到那根绳的牵制无法飞出去,杯子和杯子里的水之间是相对静止的,它们之间没有速度差,所以水能够平静地和杯子一齐旋转。

 

图1  水流星杂技表演


    和水流星原理相似,载人飞船在火箭推动下以7.9千米/秒的第一宇宙速度想飞出地球,地球引力却又始终把它往回拉,当两种力处于平衡状态时,飞船就只能围绕地球旋转了。处在飞船内的人和物体都与飞船受到同等的力作用而同步运动,飞船里的人和物与飞船之间处于相对静止状态,相互之间没有速度差,似乎失去了地球重力的影响,形成一个没有重力的环境。
    飞船在绕地球飞行过程中,飞行轨道和速度的细微变化,都会改变那个相对静止的状态。因此,在飞船内的人和物体,能够真正维持绝对静止状态是做不到的,也就是无法达到绝对的零重力状态。用我国自主研制的微重力测量仪检测到,神舟号飞船的平均微重力水平是10-3~10-4μg。图2所示为神舟号飞船上配置微重力测量示意图。

 

图2  神舟号飞船上配置微重力测量示意图 


    伽利略的比萨斜塔实验证明,任何物体在地球引力作用下,都以9.8米/秒2的相同加速度落向地面。物理学上就把产生9.8米/秒2加速度的地球引力定义为1g重力,将其作为重力的标准度量单位。飞船上残留的重力,已经远远小于1g,所以,我们称这个环境为微重力环境。 
    来源:《中国载人航天科普丛书?探秘太空》

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