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人工重力:旧思维的新诠释
在世界各地的实验室中 , 利用人工重力进行长时间的空间任务正重新得到认真的研究 。 这里展示的是麻省理工学院人车实验室的实验工作 。 (图片来源:麻省理工学院人车实验室)
在往返遥远火星的长途跋涉中 , 让宇航员保持最佳状态可能需要便携式重力 。 长期的太空旅行者需要对抗肌肉萎缩、骨质流失、心血管失调和平衡失调等衰弱效应——人类在微重力环境下的反应 。
几十年来 , 人工重力研究一直是一个时断时续的命题 。 但在过去几年里 , 在NASA的新月、火星和其他探索任务的推动下 , 人工重力研究现在正在发展 , 这一次有了一个新的转机 。
“这个想法的时代已经一遍又一遍地到来” , 位于马萨诸塞州剑桥市的麻省理工学院(MIT)阿波罗航天计划教授劳伦斯·杨解释道 。
杨也是一名健康科学和技术教授 , 长期以来一直在研究人工重力可能发挥的作用 , 以防止人类在星际空间中旅行时变弱 。
“自从我在20世纪60年代开始研究这个问题以来 , 我认为大家正在认真对待 。 我们拥有大量优秀的开发者……以及华盛顿特区的支持 。 ”
在过去 , 随着太空生命科学家开始意识到宇航员的健康问题 , NASA开始寻找快速、个性化的解决方案 。 活动平板车、飞行中的锻炼、药物——所有这些和其他疗法都是为了一次治疗一个身体系统 。
与此同时 , 俄罗斯专家研究了他们在地球轨道上待的时间长得多的宇航员 , 他们指出 , 他们遇到的医疗问题不容易解决 。
杨说 , 从1995年到1998年的航天飞机/和平号项目开始 , 寻找“通用解决方案”的工作开始向优先级上升 。
过去 , 有一个问题一直让人工重力倡导者感到不满 , 那就是设想一个巨大的旋转航天器 , 让它的居民处于与地球一样的单重力状态 。 而像《2001太空漫游》这样的电影则有助于将这种“太空神童”的形象植入太空心灵 。
【我们可以人造重力吗?这是老观念,但却是新想法】
近年来 , 一种想法开始浮现 , 即航天器内的短半径离心分离机可能更有吸引力 。 “你开始锻炼 。 你的重力加速度耐受性会持续一段时间 , 每天或一周几次 , 这听起来对工程师很有吸引力 。 ” , 杨说道 。
然而 , 在采取这一办法时 , 仍有一些问题需要考虑 。
在位于德克萨斯州休斯顿的国家空间生物医学研究所(NSBRI)的支持下 , 杨和麻省理工学院的同事托马斯·贾尔肖(Thomas Jarchow)等人得以深入研究个人短半径离心和潜在的副作用 , 比如晕动病 , 每秒180度旋转时头部运动引起的认知和运动功能干扰 。
此外 , 还需要研究来评估短半径离心训练是否对骨骼、肌肉和体内液体产生必要的影响 , 以帮助抑制空间失调 。
考虑到开始讨论一个严肃的、长达三年的人类到火星的努力已经变得合情合理 , 杨说 , 突然之间 , NASA和许多大学研究人员面临着与人工重力相关的关键问题 , 需要尽快找到答案 。
国际人工重力工程
位于加尔维斯顿的德克萨斯大学医学分部(UTMB)正在准备一项人工重力研究的重大项目 , 由美国宇航局位于德克萨斯州休斯顿的约翰逊航天中心监督 。
从明年开始 , 在UTMB , 一群人将参与重现失重效应的卧床休息研究 , 其中一半人也每天在离心机上旋转一次 。
总部位于加州埃尔塞贡多的威尔实验室(Wyle Laboratories)为美国宇航局(NASA)建造了这种新型离心机 , 用于研究人工重力对人体的影响 , 以应对长期微重力对人体的负面影响 。 那台新造的离心机是最近在UTMB安装的 。 “这是一个非常漂亮的设备 , ”杨说 。
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