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宇航员回地球无法站立,肌肉萎缩骨质疏松,为啥不开发人造重力?

作者:宝粉永相随

导语

“宇航员在太空中久了,回到地球就再也站不起来了?”

最近有网友听说了这则新闻后,有人好奇这到底是怎么回事,而另一些人则质疑道:“人工智能这么发达了,人类甚至都能够用克隆技术‘复活’死去的物种,那么为什么人类认为人造重力环境到太空中不是更好的选择呢?

为什么要逼着宇航员一定要回到地球适应地球的重力环境呢?”

那么宇航员为什么回到地球后就再也站不起来了?

为什么又没有人造重力环境的选择呢?

宇航员回地球无法站立,肌肉萎缩骨质疏松,为啥不开发人造重力?

一、宇航员为何回到地球需康复。

从人类发明火药从现在开始,在过去的六百年中,人类在飞行器研制领域已经做出了巨大的成就:从著名的戴尔飞艇、莱特兄弟的飞机,再到如今的各种型号各种用途的飞机,已经有数不胜数。

并且人类的太空探索在这十多年里也取得了巨大的进步,如今已经有数十名宇航员乘坐各种型号的宇航飞船进入太空,在国际空间站中待了数月的成就。

数月的太空生活给宇航员的身体和心理都带来了巨大的变化,当然,宇航员在太空中的统一训练和规范也不可小觑,但是人的本能还是让人在下意识地去适应身体的环境。

在太空中,宇航员在没有重力的环境中飘浮,看似很好玩,但是长久待在没有重力的环境中会让宇航员的身体出现一系列的问题。

最常见的就是肌肉的萎缩和骨质疏松。

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正常人在地球上面是能够通过重力让自己的肌肉和骨骼得到一定的锻炼和训练的,但是在没有重力的情况下,人的身体就会慢慢地变得不用肌力支撑甚至是重力来约束和进行活动了。

此外,由于太空飞行器的轨道是围绕地球围绕着一圈又一圈地绕,而此期间,宇航员在飞船中要经历频繁的昼夜交替,这就让宇航员的生物钟受到了极大的影响,让熬过这段时间的宇航员在回到地球后就更加难以和地球上的环境进行同步。

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并且由于没有大气层的遮挡,太空中的宇航员要经历更加频繁的昼夜更替,只有当飞船进入地球的阴影区中时,宇航员才能真正感受到夜晚的感觉。

而此时,电力系统就要开始使用电池存储的电力,要节约更多的能源,所以在夜晚,往往宇航员就不会打开灯,而是把一天中的剩下的能源用在最需要的地方。

所以在太空中,人的生物钟就会被彻底打乱,这也是为什么外界经常会有人说宇航员回来之后要进行长时间的康复训练的原因。

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同时,除了这些生理上的原因外,还有更加直观的问题就是宇航员在太空中不仅面临着日常的物理环境变化,同时还要忍受由宇宙射线和太阳辐射带来的伤害。

长时间暴露在宇宙射线中的宇航员往往会在回到地球后就会患上皮肤癌或者白血病等疾病。

所以宇航员回到地球后不仅要进行康复恢复身体,同时也要进行各种排毒和身体调理等等,这都导致了宇航员回到地球无法立刻适应重力环境的原因。

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二、人造重力的重要性。

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对于宇航员在太空中需要忍受的问题有许多,也有不少问题都有得到较好的解决,但是权衡各种因素,不论是对于当下还是对于未来来说,为宇航员制造重力环境都是一个非常难的问题。

固然有人采用一些相对轻松的方式适度地锻炼自己的肌肉,但是宇航员在长时间的太空生活后,脊椎骨骼已经变得极为脆弱,如果用过于复杂的方式会对宇航员的身体造成二次伤害。

同样的,为宇航员制造重力环境也是有过的最为常见的一种式就是飞船旋转来制造一定的离心力,让飞船内的人们感觉到“重力”,但是这种方式同样存在着不少问题。

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首先就是,采用这种方式制造的重力是一个较为贴近地球重力的“向心加速度”,这种人造重力也被称为“人造重力模拟重力”,是为了让人适应“真正的重力环境”所设计出来的一个较为“接近”的东西。

但是“接近”不等于“完全相同”,地球上的重力是一个有明确加速度的“状态”,这种状态是对人的肌肉骨骼等有一定的锻炼作用的,而人造重力模拟重力更多的是为了让人在不受重力的环境中能够有一个“习惯”重力状态而不是“锻炼”人的肌肉骨骼。

同样的,现在宇航飞船的状态往往是在固定状态,只有在重要的操作过程中,飞船才会发动飞行器来对其进行一定的加速,而在这种情况下,往往性能最好的“火箭发动机”都已经用掉了功夫,而对于进行飞船的“加速”就显得非常“没戏”。

一艘巨型的飞船就算它的质量是10吨,那么要给这样的飞船加上一个相对比较贴近地球重力的加速度,就需要以10m/s的速度来加速,这在火箭技术上就已经是一个很大的数字了,要进行这样的人为操作所花费的时间和能源就已经是一个巨大的数字。

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而除此之外还有一个更加重要的问题就是在飞船内部,宇航员在长时间待在没有“重力”的太空中,他们在做重要“加速”操作的时候,往往不能“凭空当空气”进行操作,往往需要根据外界环境来进行操作,如果在飞船外面有危险的话,这样就很容易对宇航员们的生命财产造成危险。

所以想要让太空飞船拥有“随叫随到”式的“重力环境”是一个不太现实,要构建出一个可以为数十名宇航员进行工作的重力环境,极有可能要让太空飞船的体积大其质量重,这就对于飞船的设计和制造提出了一个更为高难度的要求了。

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所以尽管人类早就想出了为宇航员制造重力环境的解决方案,但却从未被广泛应用,这也导致了宇航员必须要回到地球上面进行康复训练的原因。

人在没有重力的环境中生活是极不习惯的,在太空中要经历的种种事情更是我们地球人想象不到的。

所以人造重力虽然在当下还有许多不能解决的问题,但是在未来的太空探索中,人造重力环境能够逐渐受到重视,终有一天,用人造重力环境代替重力适应环境是大有可为的。

三、太空城:人造重力的未来。

同样的,现在也有一种很有想法的太空探索想法被提出来:建立“太空城”。

太空城是一个巨型的空间站,它的大小是比国际空间站G级大十倍不止的巨型太空站,这种太空站的形态更像是在宇宙中建立起来的“城市”。

在这种“太空城”中,不仅可以容纳几百人的宇航员进行长时间的居住生活,同时也可以成为人类在太空中进行探索的“基地”和“出发点”。

在这个巨大的“太空城”中,人造重力环境是一个非常有必要而且也能够“接近”完成的目标,人造重力环境不仅可以让“城市”中的宇航员们进行“适应练习”,同时也可以帮助宇航员进行体检和治疗,而这也同时是人类在太空中进行探索时面临的一个巨大医学难题。

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目前,虽然人造重力环境还存在不少困难,但是随着时间的推进,人造重力技术也在不断地发展壮大,相信有一天,人造重力环境能够帮助人类更好地在太空中进行探索和发展。

在未来,人造重力环境将会越来越被人们所熟知,到那时,宇航员回到地球无法站立的情况也将越来越少,因为太空探索已经成为人类自身发展的一个必然趋势。

结语

人造重力环境的发展未来可期,太空探索的脚步也已经越来越近,让我们一起期待人造重力技术的发展,一起探索宇宙更深的奥秘。

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