太空中新的人工重力测试可以帮助宇航员

美国国家航空航天局在加尔维斯顿的UTMB提供的短半径离心机让人想起40年前宇航员为首次登月进行训练时的类似设备。

根据美国国家航空航天局修订的太空探索计划，使用离心机在太空进行人工重力测试的新计划可能是帮助未来宇航员避免在长时间执行任务时因失重而导致肌肉和骨骼的破坏性损失的关键。

奥巴马总统提出的美国国家航空航天局新预算不仅着眼于长期任务，还延长了国际空间站的使用寿命。根据管理和预算办公室的一份总结，空间站的升级“可能包括一台离心机，以支持对人类生理学的研究”。

目前，空间站的居民依靠不同的身体来保持身体健康，以便最终返回地球。但旋转离心机可以产生人造重力，模拟像地球一样的行星所具有的引力牵引力。这个巨大的旋转装置将使宇航员从失重状态中获得健康的休息。

马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院的航空航天工程师劳伦斯·杨说：“你可以尝试一个系统一个系统地治疗失重的每一种影响，用某些治疗骨质流失的药物和某些锻炼肌肉的方案。或者你可以通过恢复重力来治疗失重的根本原因。”

美国国家航空航天局早些时候将重点放在将宇航员送回月球上，这意味着太空飞行时间更短，开发人工引力的紧迫性更低。麻省理工学院与Young合作的人工重力研究员Justin Kaderka表示，美国航天局专注于传统的应对措施，如改变深蹲或其他运动来抵消骨骼和肌肉的损失。

现在，前往更远目的地执行更长任务的前景再次提高了人工引力的吸引力，如果不是必要的话。

再现地球引力

杨的一位日本同事几个月前向日本宇宙航空研究开发机构提交了一份向国际空间站发射人类离心机的提案。理想情况下，该装置可以占据空间站模块的直径，半径宽达6.6英尺（2米）。

宇航员会躺在离心机臂或框架的一端，或将自己绑在离心机臂的一端，在设备旋转时体验人造重力。骑车人还可以通过骑自行车的方式提供旋转离心机的人力。

卡德卡告诉SPACE.com：“如果你有两只手臂，效果会很好。骑自行车可以进行有氧运动，而另一个不骑自行车的人可以进行深蹲或俯卧撑等阻力运动。”

然后，双臂离心机上的骑手可以切换到运动和为设备供电。根据该提案，隔振器将吸收任何可能干扰空间站其余部分的残余振动。

把我转过来

卡德卡说，地球实验表明，人工重力和传统的应对措施一样有效，可以防止长期失重影响人类心血管健康。他在回顾了过去40年中进行的75项实验后得出了这一结论，这是他的麻省理工学院硕士论文。

但卡德卡也发现，还需要更多的研究来评估人工重力是否能对肌肉和骨骼产生奇迹。这在一定程度上是因为研究人员必须进行昂贵的长期卧床研究，才能真正看到对肌肉和骨骼的影响。

1998年，哥伦比亚号航天飞机执行STS-90“神经实验室”任务时，确实有一台人类离心机进入太空。但在为期16天的任务中，宇航员们总共只花了不到一个小时的时间来测试离心机，这仍然使人工重力的有效性受到质疑。

卡德拉说：“如果能获得人工引力是如何在太空中有效对抗的硬数据，那将是令人惊讶的。”

由于美国国家航空航天局的预算问题和早期对宇航员重返月球的关注，人工引力研究在过去十年的后期受到了影响。卡德卡指出，美国或其大多数国际太空合作伙伴目前都没有资助的人类生理离心机研究。

采取下一步行动

杨表示，美国国家航空航天局几年前关闭了休斯顿约翰逊航天中心的人工重力研究，这一决定导致研究人员损失惨重。但他和卡德卡似乎都乐观地认为，航天局的新方向将导致人工重力工作的复苏。

将离心机运到空间站不仅有助于回答人造重力在太空中的有效性问题，也有助于重新激发人们对互补地球实验的兴趣。这也将使研究人员能够开始微调人工重力工作所需的确切条件。

卡德卡解释道：“其中一个希望是在旋转后一个小时左右的时间内完成协议，因为这大致是剧院演员锻炼的花费。”

其他问题包括关于离心机旋转速度、设定理想的人造重力水平，以及宇航员需要在离心机上花费多少时间才能看到它的好处的争论。此外，还有生物医学问题，即宇航员是否能克服眩晕的问题，以及离心机是否既有效又可旋转。

当然，如果研究人员也能获得美国国家航空航天局对地球实验的新资助，他们就可以开始解决其中的一些问题。否则，他们可能要等很长时间，直到看到离心机发射到空间站。

卡德卡说：“希望我们不必等到空间站离心机的数据出来。”