微重力环境_中国航天科技集团

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微重力环境

日期：2009年03月05日字体：【大】【中】【小】

　　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》）