宇航员在太空漂浮时如何称重？

欧洲航天局 (ESA) 宇航员 André Kuipers 使用 SLAMMD 测量体重。图片来源：

NASA/ESA

近地轨道的微重力对人体来说是一个恶劣的环境。这种环境的影响仍在研究中，宇航员必须确保他们在国际空间站（ISS）漂浮时保持最佳的身体素质。

在地球上，锻炼往往取决于体重。但是，当宇航员在太空中几乎失重时，他们如何测量自己的体重呢？国际空间站上实际上有两个设备可以帮助他们做到这一点：美国宇航局的空间线性质量测量设备（SLAMMD）和俄罗斯的身体质量测量设备（BMMD）。两者都利用弹簧作用来测量宇航员的体重，而不是重量。

人的重量是质量乘以人周围重力引起的加速度。例如，月球上的重力小于地球上的重力，因此阿波罗宇航员成为在月球表面行走时更“轻”。然而，它们的体积将保持不变。这就是为什么国际空间站上的宇航员测量体重，而不是体重。

质量和体重一样，通常以千克为单位测量。这会让很多人感到迷惑和困惑。质量是物体所含物质的量，与重力无关。

SLAMMD 应用艾萨克·牛顿第二运动定律：力的强度等于该力所作用的质量乘以该质量的加速度。 （F=ma）。 SLAMMD 位于国际空间站上欧洲建造的哥伦布实验室中，是人类研究设施架的一部分 - 一组包含许多集成设备的抽屉。 SLAMMD 突出在“引导臂”上。

要使用 SLAMMD，宇航员必须将双腿缠绕在腿部支撑上，将胃靠在腹部垫上，并将下巴靠在头枕上。抽屉中的两个弹簧被释放，它们的力将引导臂推入宇航员体内，从而产生压力。宇航员被向后推。

宇航员已经知道弹簧的力量，因为它是按照一定的规格制造的。使用光学仪器测量宇航员被弹簧推回时的加速度，该光学仪器监测引导臂的运动及其移动速度。加速度的计算方法是将该距离（大约一米）内的速度变化除以所花费的时间。连接到 SLAMMD 的计算机然后执行简单的计算 F = ma 以确定宇航员的体重，精确度为 0.2 千克。

美国宇航局宇航员汤姆·马什伯恩在国际空间站的“星辰”服务舱中使用体重测量装置（BMMD）。照片：NASA

俄罗斯弹道导弹防御装置位于国际空间站的“星辰”舱内。与SLAMMD一样，它也使用弹簧。然而，宇航员不是用力推动，而是蹲在设备上，像弹簧单高跷一样上下移动它。该装置的振荡速度取决于宇航员的质量：当没有当有人坐在上面时，BMMD 波动得更快。因此，计算时间将有助于估计宇航员的体重。

测量体重在太空中很重要，有助于确保宇航员不会损失太多的质量。原因是，在这种恶劣的环境下，人们的骨密度平均每个月会损失 1%。肌肉也会萎缩，心脏也会变弱，因为它不需要那么努力地将血液泵送到全身。为了克服微重力的影响，国际空间站上的宇航员每天在国际空间站健身房锻炼两个小时以保持体力。肌肉质量、骨密度和心血管健康。测量体重有助于检查自己是否健康。

Thu Thao

（据

Space

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