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神九航天员将首次太空称重 先进技术超美俄两国

http://www.kexue.com 2012-06-15 23:50:35 新华网  发表评论


神九宇航员集体亮相

  去年,我国科学家研制的首台太空“称重仪”已随天宫一号进入太空。作为这次“神九”航天员的实验项目之一,它即将被使用。我国也将成为第三个能在太空“称体重”的国家。这台“称重仪”有什么特别之处?昨天,记者采访了其设计者团队成员,清华大学航空航天学院郝红伟副研究员。

  过去航天员为何不称重?

  在太空中,失去地球引力,人都是飘起来的,称个体重也太难了。郝红伟告诉记者,从2006年开始,他们的设计团队就开始进行研发了,“我自己在地面实验中都称了好多次,这次神九航天员应该没有问题。”

  中国航天员已经不止一次飞天了,过去为何从没进行“称体重”的实验呢?他告诉记者,1-3天的短期飞行对航天员体重是无所谓的,过去都是回到地面后再称。而“神九”的航天员要飞10多天,属于中期飞行了,而接下来我国载人航天还有30天、60天的飞行任务以及将来太空站长期驻留,这就要对航天员的身体状况进行随时的测量。

  “工作压力大不大?睡眠好不好?食物营养够不够?锻炼有没有效果?”郝红伟解释说,这些人体健康状况都能够表现在体重的变化上。

  让航天员产生加速度

  目前,只有美国和俄罗斯拥有各自独立研制的这种“称重仪”。而郝红伟说,我国的“太空秤”采用的是基于牛顿第二定律的线性加速法。“就是依靠测量加速度和拉力来计算人体重量。”他解释。

  据介绍,美国的“太空秤”是将航天员固定在专用座椅上,座椅和人一起做机械震荡。通过测量振动周期计算出航天员的质量;而俄罗斯的不仅可以测量人体重量还能对小的实验品称重,用的也是振动原理,让航天员与顶端的振荡部件相连接。不过,使用振荡技术的话,会在测量体重时有不适应的感觉。

  他解释说,牛顿第二定律指出物体的加速度等于物体所受外力和质量的比值,如果要测量航天员的体重,只需要使航天员产生加速运动,再测出其受外力和加速度就可以了。

  “太空秤”小巧而实用

  在天宫一号里面,“太空秤”外观看上去像飞船舱壁上的一个箱子,使用时拉开它,航天员坐在杆子上,利用四肢勾住支架,然后机械机构产生外力拉动航天员,而电子仪器测出加速度,最后直接计算体重。

  俄罗斯的“太空秤”仅运动部件就重达7千克,整体功耗高达50瓦,而美国的国际空间站,“太空秤”整体不会低于20千克,并且使用了电磁铁,功耗也很大。目前天宫一号空间还比较小,我国的“太空秤”的格局,是根据实际情况来设计的。耗电和占用空间都不大。(记者 于飞)

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