壮健的体魄和富裕的生机是航天员正在太空永远事务和生存的“秘籍军火”。正在失重境况下,精确丈量航天员的体重关于跟踪他们的强壮境况和心理改观至闭苛重。关于实践永远职司的航天员来说,按期的身体质地监测不但有帮于调动他们的饮食和磨炼打算,确保事务负荷的合理分派,还能对潜正在的空间病举办早期预测,并计划有用的安笑防护步骤,确保他们正在脱离地球的日子里也能维系最佳形态。
空间站的境况与地球天渊之别,航天员们不但要搞定微重力带来的心理挑拨,还得抑造紧闭空间能够激励的心思幼心境。正在实践舱表营谋时,他们还必需面临宇宙射线对身体的潜正在破坏。永远处于太空境况能够会对骨骼、肌肉、血液轮回和心脏等器官变成毁伤。所以,空间站必需装备前辈的医疗监测修设,以及时跟踪航天员的强壮境况。这些修设不妨实时监测症结的强壮目标,确保航天员正在太空中的安笑。另表,航天员正在返回地球后,还必要继承一段长韶华的痊可锻炼,以帮帮他们慢慢合适地球的重力境况,还原身体效用。
航天员的体重改观往往是强壮相当的早期信号。为了捉拿这些微妙的改观,航天员们会按期利用特意的太空“体重秤”来称一称自身,看看是不是“瘦了”或者“胖了”。这种监测不但有帮于预警潜正在的强壮题目,还能为其他强壮评估供给苛重的参考数据。
空间站和其他地球轨道上的卫星相似,以介于第一宇宙速率和第二宇宙速率之间的线速率绕地球挽救。正在这个经过中,空间站及其舱内的航天员实践上受到地球的万有引力功用,但这种引力齐备转化为了保护挽救所需的向心力。所以,古代的杠杆式或压力式体重秤正在这种境况中就像是失落了邪法,基本无法丈量物体或航天员的重量。
然而,中国空间站上确实设备了一种格表的“体重秤”——质地丈量仪。这种安装不妨丈量航天员的体重,但它的事务道理与古代体重秤齐备区别。
质地丈量仪采用直线加快率道理,根据牛顿第二定律来确定航天员的质地。操作时,航天员需固定正在人体支架上,然后被推至特定身分。支架正在复位经过中,由恒力机构(由凸轮、弹簧、定滑轮和钢丝绳等部件组成)施加一个恒定的力,促使航天员举办匀加快直线运动。通过光栅测距安装,丈量航天员正在恒力功用下的位移速率和韶华,从而计划出加快率。正在已知恒力的景况下,通过公式来计划航天员的质地。这种措施正在失重境况下也能精确丈量航天员的质地,为空间站的强壮监测供给了苛重数据。
第一代质地丈量仪随天宫一号主意飞舞器胜利进入轨道。正在神舟九号职司中,三名航天员行使这套修设胜利告竣了对人体、食物包、冷凝水箱等物品的质地测试。而正在神舟十号职司时代,“太空教员”王亚公道在初次太空讲课中,向环球观多具体讲授并显现了该仪器的事务道理和操作流程。
正在演示经过中,航天员聂海胜将自身固定正在质地丈量仪的支架上,王亚平则负担将接连运动安装的弹簧拉伸至预设身分,随后开释,弹簧随即回弹至原位。通过这一经过,丈量仪最终显示聂海胜的体重为74千克。王亚公道在拉伸弹簧至预设身分时所施加的力是恒定的,这一数值正在修设修设经过中曾经通过无误测试并清楚标注。丈量仪内部还集成了一个光栅测速体例,其效用是及时监测并纪录身体正在运动经过中的速率改观,进而计划出加快率。一朝确定了恒定的力和加快率,遵照牛顿第二定律,聂海胜的体重便能被精确计划出来。
跟着空间站时间的驾临,质地丈量仪也迎来了它的“升级换代”。第二代质地丈量仪正在多个症结周围举办了修正:抬高了丈量精度,巩固了丈量安宁性,优化了丈量和标定算法,升级了软件体例,修正完毕构计划,并融入了工效学理念。这些修正使得第二代质地丈量仪的精度有了明显擢升,丈量结果的同等性也较前一代有了明白的抬高。第二代质地丈量仪搭载天和重点舱升空,胜利告竣了神舟十二号至神舟十六号乘组正在轨时代的质地丈量职司。
针对运营时代的医疗监测需乞降航天员的利用反应,科研团队对证地丈量仪举办了新一轮的优化升级。此次升级重要聚焦于抬高丈量的安宁性、操作的恶果以及利用的安逸性。整个修正网罗对四连杆和人体支架构造的优化,巩固完毕构的强度和刚度,增加了防滑套,以及修正了人体定姿安装。历程修正的四连杆和人体支架跟着天舟七号货运飞船胜利运送至空间站。目前,神舟十七号与神舟十八号乘组已正在轨告竣了修设的标定和人体质地丈量事务。遵照他们的反应,修正后的修设不但正在丈量精度和安宁性上有了明显擢升,并且正在操作恶果和利用安逸度上也有了明白改正,为航天员供给了加倍优质的利用体验。
手艺的连接刷新将驱动质地丈量修设一连优化,担保其正在太空中的精准性与牢靠性,为航天员的太空职司安全素生存供给强硬的保护。