航天员在轨锻炼时,使用哪些器材?

航天员在轨锻炼时,使用哪些器材?,第1张

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。

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。

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。

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45万千克力米(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03米要用11千克力(1078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。

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