宇航员喝水和我们不一样是因地球上有引力的作用,水可以自然往下流,而太空这种失重环境下,喝水连吞咽都十分困难。宇航员们在太空的饮用水,都是经过事先包装好的,喝水时通过吸管和容器相连,然后用力吸水。普通人不经过特殊训练,很难完成这个动作。
宇航员在太空的生活介绍
在太空失重的环境中,一不小心,所有的食品袋都会飞起来。所以,航天员吃东西时,一般都是一口吃下去,特别是容易产生残渣的食物,防止其漂浮起来对仪器产生影响。
在微重力条件下,即使把杯子倒转,水也不会自动流进航天员的嘴里。因此,航天员在太空都是用吸管喝水的。装饮料的容器一端有一个注水孔,航天员用塑料吸管插入注水孔吸饮。
在太空,可以站着睡、躺着睡、竖着睡设置可以飘着睡,当然,航天员也有专门的睡眠区。航天员睡觉时会钻到固定在睡眠区的睡袋里。
航天员在太空飞行中,会出现液体头向转移、骨质疏松、肌肉萎缩等变化,为了减少太空飞行对身体的影响,需要在太空中做运动,开展锻炼。
一般的运动器械有拉力器,主要用来锻炼上肢力量和腿部力量,可有效预防一些肌肉群的萎缩和力量减弱;还有一种是自行车功量计,航天员在自行车功量计上锻炼的时间和强度与飞行时间有关,一般每天锻炼15至2小时。
宇航员的训练和对抗失重的措施有:自行车功率计,隔振平台,拉出器,企鹅西装,下身负压管和皮带等。
自行车能量计是用来改善宇航员在失重环境下的有氧运动和锻炼下肢肌肉。隔振平台与地面运行机相似。
“太空踏车”装备有松紧带,可以“按”在跑步机上的宇航员,否则宇航员就不能跑了。
此外,“太空跑步机”必须采取隔振措施,以防止宇航员的运动影响到其他设备和航天器上的科学实验。
此外,宇航员还可以使用担架来锻炼上肢和肩部肌肉。企鹅太空服有一个弹性的带系统,可以向船员应用纵向力来对抗失重造成的萎缩。
下肢负压管可以为航天员下肢提供负压环境,从而促进航天员血液流向下肢,从而更好地对抗和适应失重环境。宇航员还可以在大腿周围系上安全带,以部分阻断下肢静脉回流。
由于地面和太空的环境不同,在地面上的物体要考虑物体的重力影响,而在太空上,物体处于完全失重状态,所以很多现象变得和在地面上不同。
问题一:在太空里能通过举哑铃的方式进行体育锻炼吗?
在健身房里我们通常会通过举起一定重物来达到锻炼肌肉的目的,在举起重物的过程中,是克服了物体的重力做功,在这个过程中达到了锻炼的目的。而在太空中,物体处于完全失重状态,举起哑铃完全不费吹灰之力,所以无法达到锻炼身体的目的。同样跳绳、举重等方式都不能达到体育锻炼的效果,可以通过拉力器来锻炼。
问题二:太空里能通过体重秤称出人的体重吗?
体重秤的原理是人静止站在上面,人的重力大小等于人对体重秤的压力,体重秤将这个压力转换成对应人的质量多少的读数,而在太空里,由于人处于完全失重状态,所以人对体重秤不产生压力,所以不管什么重量的人站到这个体重秤上,体重秤显示的读数都为零。
那么在太空里通过什么方式进行称量人的质量呢?用的方法是动力学方法,即通过某种装置让人产生一定的加速度,同时测出对应的外力,根据牛顿第二定律可以得出人的质量。
问题三:在太空中,天平能称出物体的质量吗?
天平的原理是物体和砝码对托盘的压力相等,天平达到平衡,于是我们根据砝码的质量知道了所称量的物体质量,可到了太空的环境,物体和砝码的质量就算不相等,二者对托盘的压力都为零,天平始终保持平衡,所以在天空里,天平不能正常使用,也不能称出物体的质量。
如果用弹簧测力计去称量物体的重力,弹簧测力计显示读数为零,那么弹簧测力计也失效了吗?并没有失效,因为弹簧测力计本质上测的是物体对弹簧测力计的拉力,此时物体对弹簧测力计的拉力为零,是没有问题的,所以弹簧测力计可以正常使用。
目前,对抗失重引起的生理变化的主要办法是加强体育锻炼。不过体育锻炼项目仍要受到失重和环境狭小的制约。单杠、双杠、举重、哑铃等靠反抗重力的项目达不达锻炼的效果;各种球类、游泳、滑雪、滑冰、越野、爬山等则受失重和场地的双重限制无法进行。目前,失重环境中的主要体育锻炼项目有如下一些。
踩自行车练功器。锻炼者坐在固定的车架上,身体用安全带固定,以免飘浮,双腿套在弹力带上,克服弹力带的弹力蹬动车轮,所作的功由记录器记录下来。美国“天空实验室”和苏联“礼炮”号航天站上的航天员,规定每人每天需作功390-440千牛米。迄今规定未变。
在微型跑道上跑步。锻炼者站在皮带式滚道上,双腿套上弹性带,以模拟人在地面上的体重,迈步时,一般需克服约490牛的弹性带拉力。苏美都规定,每次在微型跑道上跑步的距离,应达到3-4千米。在太空连续生活326天的苏联航天员罗曼年科,在微型跑道上共跑了1000多千米。
拉弹簧拉力器。弹簧的弹力与重力无关。在失重环境中拉弹簧拉力器,与在地面上一样费力,可以达到锻炼的效果。一个弹簧拉力器一般有5根弹簧,每拉长03米,需用力1078牛。
作徒手体操。这是短期航天的主要体育锻炼项目,每天两次,每次30-60分钟。作体操时也要当心失重的捉弄。曾有航天员在做头部运动和甩动四肢时,感到头好像在脖子上360度地转动、四肢好像离开了躯体。
穿负压裤子。这是一种准体育器材。穿上后将裤子中的空气抽掉,造成下身负压,促使体液流向下身。
此外,平时和锻炼时都可穿“企鹅服”。这是苏联科学家为航天员设计的服装,因外型像企鹅而得名。它具有弹性,能给穿着者的肌肤一定的压力,对失重给予一定的补偿。
体育锻炼对抗失重影响的效果是非常明显的。如在太空生活326天的罗曼年科,虽在后期因疲劳而逐渐停止了工作,但仍依照专家制订的体育锻炼程序,每年坚持锻炼,使脉膊、血压始终保持正常,体重、骨钙和肌肉虽有稍许下降,但都在正常范围内。返回地球后3小时就能自主活动,比10年前飞行96天后归来的情况还好。另一名航天员瓦·柳明,在完成175天太空飞行后8个月,又进行185天太空飞行,由于坚持体育锻炼,体重还增加45千克。
A、举哑铃克服的是哑铃的重力.此活动无法进行; B、拉引体向上克服的是自身的重力.此活动无法进行; C、拉弹簧拉力器,目的是使拉力器发生形变,不是克服拉力器的重力.此活动可以进行; D、人体在太空中处于失重状态,无法正常在跑步机上跑步.此活动无法进行. 故选C. |
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