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!
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。
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