3名宇航员要在太空中生活3个月,他们怎样锻炼身体呢?
在地球上生活的我们,需要进行必要的提要锻炼,比如说跑步、跳绳、游泳、举重等等。同样的道理,在太空中生活也需要必要的提要的体育锻炼,以让身体保持足够的活力,那么在天空中的体育锻炼方式和地面一样吗?
在太空中,宇航员均处于完全失重状态,即宇航员受到地球的引力提供宇航员绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力,宇航员在空间站内处于漂浮状态,如果想要走路的话,必须通过固定在舱内的绑带才可以,睡觉时也必须睡在固定的睡袋内才可以。
和宇航员一样,在航天舱内的其他物品也是处于完全失重,如果在太空舱内放置一个天平,在天平的左端放入一个要称量的物品,在天平的右端放入砝码,此时天平总是平衡的,因为左右两侧的物体或砝码对天平都是没有力的,也正因为如此,在太空舱内,用体重计也无法测出宇航员的质量。
根据以上分析,可以知道,如果宇航员在舱内进行举哑铃的训练,是无效的,在太空中,每个人都是举重冠军,因为杠铃对人没有压力,人也感受不到杠铃的重力,这样一来,与重力有关的体育锻炼均不可以,跳绳也是不行的。
与重力无关的体育锻炼,可以是拉力器,拉力器是由多根弹簧并联而成,可根据力量的大小选择一根弹簧、两根弹簧甚至更多,在拉开弹簧拉力器的过程中,是宇航员对弹簧产生了拉力作用,所以弹簧伸长,这与弹簧的重力并没有什么关系。自然,在太空舱内跳一下,就会到达舱的顶部,跳的过程中也丝毫不费力,如果在太空中举办跳高比赛,人人都是跳高冠军。
太空完全失重的环境和地面有很大的不同,体育锻炼的方式就是其中一项!
太空中跑步能摔跤吗?
当然,如果碰到了物品障碍,也是会摔跤的。
神舟十一号航天员景海鹏的太空跑步经历:
33天的太空之旅,航天员参与的在轨试验和实验有38项之多。每一项,对于他们来说都是全新的挑战。
跑台束缚系统技术验证就是其中一项。太空跑台不比地面的跑步机,需要航天员在太空中验证。景海鹏说,第一次,别说跑,走都走不成样。
第二次,景海鹏和陈冬开始相互观察,寻找技巧,慢慢地可以走上几步了,但远远没有达到能跑起来的要求。
第三次刚开始,景海鹏还是没办法跑起来。但就在这一仰头的瞬间,景海鹏突然感觉到自己能跑起来了。突如其来的感觉,让他明白了通过头部可以调整重心。
“第四次,我们完全可以像在地面上使用跑步机一样,非常轻松自如地跑起来。”景海鹏说。
太空中宇航员怎样进行体育运动?
太空体育活动与地面上的体育活动有许多不同。首先,它有特别强的针对性。在地面上开展体育活动,其出发点自然是增强体质,但有时也是为了比赛或表演。迄今没有为了太空体育比赛而进行太空体育锻炼的。
不一样的体育运动:为了适应失重环境
长期待在航天器飞行的失重环境中,由于“用进废退”规律在起作用,无用武之地的肌肉会萎缩,人的体重会减轻,骨骼会丧失钙质,还会产生其他一些体质变化。这是人体对失重环境的一种自然反应,要是一直待在失重环境中,这不会成为什么问题。但是,目前人还不能总是生活在失重环境中。
进入太空的人总是要返回地面的。一旦返回地面,体质的这些变化就会成为一种病症。长期太空飞行的宇航员返回地面时要用担架抬下,就是为了避免突然在地球重力作用下行走使缺钙变脆的骨骼碎裂或折断。有的宇航员在返回地面时,不能立即站立和行走,就是因为肌肉萎缩而无力反抗地球重力的缘故。
太空体育运动的作用
苏联一名宇航员在太空飞行6个月后返回地面时,家人给他献了一束鲜花,他竟无力拿起这束鲜花。在太空进行体育锻炼,是对抗这种变化的有力措施。
苏联宇航员柳明,在完成175天的太空飞行之后不到8个月,接着又进行为期185天的太空飞行,由于他坚持体育锻炼,返回地面后,体重增加了4.5千克。
在太空飞行326天的苏联宇航员罗曼年科,依照专家制定的体育锻炼程序,每日坚持锻炼,使脉膊稳定在每分钟62次,血压保持为10~16.6千帕。返回地面时,体重仅减轻1.6千克,骨组织的光学密度虽下降了5%,小腿肌肉体积缩小15%,但都保持在正常的范围内,并且其他生理指数也正常。所以在返回地球后,只用了3小时便能自主地活动,第二天就和妻子一块散步。这比他完成96天太空飞行归来的情况要好。
其次,在失重环境中进行体育锻炼是一件很困难的事。由于场地的限制,地面上的许多体育项目是无法进行的,而因为失重的关系,地面上一些常见的体育锻炼项目,如铅球、铁饼之类,可以不费吹灰之力推出很远很远,但达不到锻炼身体的目的。
别样的太空体育锻炼项目
首先是踩“自行车练功器”。自行车的车架是固定不动的,只有车轮可以转动。为了不使身体飘浮,需用安全带固定起来,然后双脚克服弹性带的弹力蹬动车轮,数字记功仪表通过传感器为所做的功记录并显示出来。
其二是在“微型跑道”上跑步。所谓“微型跑道”,只不过是一个皮带式的滚道。名为跑步,其实身体的直线位置是不变的,人站在滚道上,为了跟进滚动的滚道,需要克服50千克力(490牛)左右的皮带的拉力。这是模拟人在地面上的体重。人在地面上跑步,正是骨骼与肌肉系统克服地心对人体的引力而达到锻炼的目的。在“微型跑道”上跑步,皮带拉力造成的负荷,可以使骨骼与肌肉系统得到锻炼。
第三是拉“弹簧拉力器”。大家知道,弹簧的拉力是与重力无关的力。因此,在失重环境中拉“弹簧拉力器”,仍然需要用力气。
此外,体操也是太空体育锻炼的一个主要项目。
在载人航天初期,飞行时间短,座舱中没有配备体育锻炼器材,体操几乎是唯一的体育锻炼活动。
还有一种“准”体育器材,就是“负压裤子”。这种裤子可以密封,穿上后将里面的空气抽掉,造成下身负压,使在失重环境中往上涌的血液流向下肢,以避免下身病变。
太空中也可以进行体育锻炼
目前在太空有哪些体育锻炼项目呢?
其一是踩“自行车练功器”。自行车的车架是固定不动的,只有车轮可以转动。为了不使身体飘浮,需用安全带固定起来,然后双脚克服弹性带的弹力蹬动车轮,数字记功仪表通过传感器所做的功记录并显示出来。美国“天空实验室”和前苏联“礼炮”号航天站上的宇航员每次踩自行车练功器做的功不得少于4万到4.5万千克力米(392~441千牛米)。其二是在“微型跑道”上跑步。所谓“微型跑道”,只不过是一个皮带式的滚道。名为跑步,其实身体的直线位;置是不变的,人站在滚道上,为了跟进滚动的滚道,需要克服50千克力(490牛)左右的皮带的拉力。这是模拟人在地面上的体重。人在地面上跑步,正是骨骼÷肌肉系统克服地心对人体的引力而达到锻炼的目的。在“微型跑道”上跑步,皮带拉力造成的负荷,可以使骨骼一肌肉系统得到锻炼。美苏都规定,每次在“微型跑道”上跑步的距离应达到3000~4000米。前苏联宇航员罗曼年科在11个月的太空飞行中共跑了1000多千米。其三是拉“弹簧拉力器”。大家知道,弹簧的拉力是与重力无关的力。因此,在失重环境中拉“弹簧拉力器”,仍然需要用力气。太空中用的弹簧拉力器与地面上用的相同,一般有五根弹簧,每拉长0.3米要用11千克力(107.8牛)的力。此外,体操也是太空体育锻炼的一个主要项目。在载人航天初期,飞行时间短,座舱中没有配备体育锻炼器材,体操几乎是唯一的体育锻炼活动。前苏联早期的“联盟”号飞船宇航员,每昼夜作两次体操,每次30分钟。”随着航天时间的延长,每次体操的时间也延长到印分钟。还有一种“准”体育器材,就是“负压裤子”。这种裤子可以密封,穿上后将里面的空气抽掉,造成下身负压,使在失重环境中往上涌的血液流向下肢,以避免下身病变。