请问在地球上是如何实现模拟太空失重状态的?

如题所述

在地面上模拟失重环境基本上有两种形式,一是直接式,二是间接式。

直接式又可分为无支撑自由落体和抛物线飞行两种形式。前者通过落塔或旧矿竖井来实现,后者则通过改装的失重飞机来实现。

间接式有浸水、卧床和悬吊等方式,可以获得类似于失重效应的环境条件。分别通过中性浮力水槽、卧床实验室以及缆索悬吊架等设施或装置来实现。此外,还有空气轴承、万向支架、倾斜台等机械模拟方式。

扩展资料:

失重模拟影响

失重 / 模拟失重引起心肌萎缩的报道已经有很多,航天飞行中由于重力负荷消失、活动减少、代谢水平下降导致心脏做功减少、心肌萎缩,进而导致心脏功能下降。头低位卧床实验可模拟航天失重环境导致的血液头向分布造成的血流动力改变,使心脏负荷降低,从而模拟航天失重造成心肌萎缩。

失重/模拟失重状态下由于:

1、活动减少,心血管系统血液流速(切应力)发生改变;

2、活动受限,没有体位改变,因而对心血管调节系统的刺激减少,神经介质和循环激素等血管活性物质对心血管的调节作用减少;

3、失重时流体静压消失,血液对血管壁的各种机械刺激(静水压、牵张力)发生改变,以上因素综合作用,引起血管的重塑。

失重/模拟失重时,血管系统的跨壁压分布及其血流状况均与地面1G时不同,从而产生血管结构与功能的分化性重塑适应现象 。

失重/模拟失重时,在缺乏有效对抗措施的条件下,心血管功能失调引起的立位耐力不良的发生几乎是不可避免,明显影响了航天活动及返回1G环境时的再适应能力。

参考资料来源:百度百科-失重模拟

温馨提示:内容为网友见解,仅供参考
第1个回答  2021-07-05

在地面上模拟失重环境基本上有两种形式,一是直接式,二是间接式。

直接式又可分为无支撑自由落体和抛物线飞行两种形式。前者通过落塔或旧矿竖井来实现,后者则通过改装的失重飞机来实现。

间接式有浸水、卧床和悬吊等方式,可以获得类似于失重效应的环境条件。分别通过中性浮力水槽、卧床实验室以及缆索悬吊架等设施或装置来实现。此外,还有空气轴承、万向支架、倾斜台等机械模拟方式。

人体失重:

平衡是我们最常见的物体的一种运动状态。但是,力的平衡与失重完全是两回事。例如,人站在地上,坐在椅子上,躺在床上,乘坐飞机等速飞行等,都是处于力的平衡状态,但并不失重。因为在这些情况下,人体内部各部分之间都存在相互的作用力。

真正的失重模拟,应使人体各部分特别是体内器官、内脏之间互相作用力消失。在这种情况下,人的前庭器官中的耳石由于失重,不再与周围的神经细胞接触而向中枢神经传输信号,从而丧失定向功能。前庭器官与人体主管呼吸、消化、循环、排泄、发汗等功能的植物神经系统有密切关系。

所以,一旦前庭器官不起作用,身体内脏之间正常的相互作用消失,就会引起航天飞行员产生头晕恶心、呕吐等症状。

在过去三十多年太空飞行中,蘇俄和美国的科学家收集了一些初步的数据。这些数据显示,失重对内分泌、红白血球的产量、内耳平衡器官及骨质的疏松,都有一定程度的影响,但最明显的生理失重状况,莫过于太空失水及其引起的一些症状,如太空贫血、内分泌降低、双腿肌肉萎缩等。失重还会引起骨骼失钙的後果,与上了年纪的骨质疏松症(osteoporosis)极为相似。

以上内容参考:百度百科-失重模拟

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第2个回答  2013-06-18
美国有个真空实验室
第3个回答  2013-06-18
让气流由下而上,把物件飘起来,以实现没有引力的实验.
第4个回答  推荐于2017-12-16
在地球真正实现“失重”状态只有一种办法,飞机在垂直方向作抛物线轨迹飞行。一般在航天员培训的时候,都会安排乘坐大型运输机,飞到高空,然后开始在垂直方向上向下作抛物线飞行,这样机舱内就会在这段时间形成暂时的失重环境,共航天员体验和训练。
 作为另外一种方法来模拟失重状态,航天员穿上宇航服在特制的大型水池中由于浮力的作用,也能感受到类似的失重状态。唯一的区别在于水中的阻力大大的大过没有水的环境,不过好处就是可以长时间的模拟失重环境,NASA的航天员就是在水池中训练太空行走和太空维修等复杂任务。
还有两个办法也能模拟失重。

第一种办法是建造一个圆形的垂直风道,向上吹强风,当风速达到一定的强度可以使人飘在半空。悬浮起一个人需要至少50米/s左右的风速,这个失重池的直径至少在2米。每小时大约113万立方米的风量。如果随身携带类似蝙蝠翅膀一样的帆,风速还可以降低。上面的计算数据是小仙妹自己计算的,未必实用(因为没有考虑具体结构中的阻力,而且人的悬浮风速究竟多少小仙妹对此没有确实验证过)。
这种办法容易实现,构造简单,而且安全可靠,很适合在公园作为娱乐设施。不过对于航天训练来说有点不大真实。据说在美国已经有这种娱乐设施了。

第二种办法是建造一个类似神舟飞船的罐子,从上万米高空扔下来。在下坠过程当中会产生失重的效果,在落到一定高度的时候打开降落伞着陆。这个办法理论上可行,但实现的话要解决几个问题:首先必须保证降落伞100%打开,否则里面的人都死定了;其次是落地瞬间乘员会感到比较强烈的震动,需要设计缓冲装置。本回答被网友采纳
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