| 科学家要“人造”重力 把重力带上飞船 |
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| 科技日报 2007-03-02 |
我们经常看到这样的电视画面：宇航员在太空飞船内部的微重力环境中“四处漂浮”。然而，长时间的失重会给他们的身体造成严重危害。随着载人太空活动的不断增加，尤其是美国宇航局“探索火星之旅”计划的不断推进，科学家必须找到一种合适的应对办法，以降低失重状态给宇航员身体所造成的危害。
在没有地球重力的环境中，宇航员的行动将会失去协调性。而且，随着时间的推移其体内血红细胞数量将持续减少，骨骼和肌肉出现退化，甚至心脏功能也会逐步退化。
因此，在每次结束太空旅行回到地面后，宇航员需要数周的时间才能再次适应地球的重力环境，在未来很长的时间内他们将面临骨折和肌肉损伤的风险。伦敦大学航空、空间和极端环境医学中心的凯文?奉戈说：“在太空期间，宇航员的身体必须努力适应失重环境，而在返回地面后这将给他们的身体带来很多问题。”
依照美国宇航局的火星探测计划，太空船在飞抵火星后将尽快返回地球，单程飞行需要大约6个月。在如此长的时间内，宇航员在微失重环境下工作和生活，当他们抵达火星表面后，身体状况就已经非常差。
迄今为止，科学家采取了一些措施以尽量降低微重力环境对宇航员身体的负面影响，例如在太空舱内设立固定的踏车或者健骑机，使宇航员在飞行期间能够进行锻炼等，但这些措施的效果却十分有限。
空间科学家认为，解决上述问题的方案就是，太空飞船内建立一个人造重力环境。奉戈说：“我们可以将地球上的空气、实物、热量等携带到火星上，那么，为什么不能携带重力呢？”
旋转的身体可以产生向心力，可用来模拟地球的重力。早在1911年科学家就提出了这一设想，当时太空旅行的先驱者们曾经设想，在太空舱中建造一个大型旋转圆环状，可以为宇航员提供一种重力环境。其他的方案包括：建造一个设备，可以为宇航员提供强大的离心力环境。宇航员在这样的环境中工作、生活和娱乐，将大大减少在探索火星的旅途中身体所受到的损害。
然而，困扰人们的问题是，在现阶段旋转的飞船模型并不能投入实际应用。
因为这种模型产生的离心力取决于其半径和旋转速率。为了产生足够大的离心力，其半径将远远超过100米，体积大致相当于目前全世界最高最大的摩天轮伦敦眼。为了产生与地球重力相当的吸引力，其旋转速率应该比较小———每分钟旋转若干次。此外，人造重力系统同样也会对宇航员的身体产生一些不利影响，例如产生头轻脚重现象等。
从工程学的角度来看，更加可行的方案是，在太空飞船的主体内部，设计出一种体积较小、高速旋转的离心分离机。而这正是约翰逊休斯敦空间中心神经科学家比尔?帕罗斯克目前从事的研究工作。
在该研究项目中，志愿者在一种特制的床上躺大约3周的时间，其头部位置低于脚部，主要研究失重对人体的负面作用。其中一半的志愿者在离心分离机中，每天旋转一个小时，以创造人造重力。从志愿者的脚到头部人造重力逐渐减小，即从2.5克减少为0.7克。
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