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幸福零重量

2011-04-29天星

科学24小时 2011年7期
关键词:航天飞机引力宇航员

天星

体验零重量

零重量,有时被称为微重力或失重。当航天飞机进入太空处于真空状态的时候,零重量就产生了。因为航天飞机在几百千米高的轨道上运行的时候,受两种力的作用:一种是地球重力,也就是地球引力,将航天飞机往地心拽;另一种是航天飞机围绕地球飞行产生的离心力或惯性力。当离心力方向与重力方向相反时,重力与离心力相互抵消,因而产生微重力或零重量。

重量是物体之间的一种作用力。重力是地球或其他天体对物体的引力。重量与重力既有联系,又有区别。当重量消失等于零时,不等于重力或引力消失等于零,所以才会产生微重力、零重量。

在失重状态中,最明显的现象是漂浮。由于没有重力向下的引力,任何东西都没有了重量,都漂浮起来,双脚自然离开地板,身体悬浮在空中。如果不注意,可能与航天飞机的舱壁、仪器、管道和其他东西慢慢碰撞。这种没有重量的碰撞,速度很慢,一点也不痛。当然,要从头学走路了,不用甩手臂,也不用迈步伐,诀窍是用双手抓住舱壁,轻轻一拉就前进,轻轻一推就后退。如果不小心用力过大,你会撞向舱门的把手。但一点也不痛,真是幸福的零重量。

零重量是创造神奇的好地方。你的一跑、一跳、一举或倒立都能创造吉尼斯纪录,也能轻而易举地成为世界冠军。在零重量的情况下,你就是魔术家,伸出手将一滴水飘在空中,然后慢慢地在这滴水珠上源源不断地加水,使之成为大苹果一样大的晶莹透亮的圆球。如果你是射手,感觉射出的箭打不中标靶时,完全可以上前纠正,甚至拐弯。

幸福的零重量,有时候会变成头晕、目眩、恶心、困倦的零重量,感觉很难受。由于缺乏重力的向下吸引,全身体液会向上半身和头部转移,致使宇航员颈部静脉鼓胀,脸变得虚胖,鼻腔和鼻窦充血,鼻子不通气。体液的转移会出现血浆容积减少、血液浓缩,从而导致贫血。长期处在零重量的环境下,对于人体的肌肉、骨骼也有一定的影响。

太空失重

失重到底是什么感觉?100个宇航员会有100种体验。但他们都认同一个比喻,就是那种乘电梯猛然下坠的提心吊胆的经历。宇航员在太空体验失重,就像坐上了一部没有尽头的电梯,无休止地疾速下降、下降、下降……

在航天飞机上,宇航员身体上所有与重量有关的感觉器官都发生异常。四肢已感觉不到重量,肌肉不需要收缩和放松,身体也不需要保持一定姿势。这是为什么呢?因为人的内耳有一个器官——耳石,它是身体的重力感受器。这时的耳石失去了重力感觉。宇航员在这种情况下,当用手推拉航天器舱壁时,感觉不到自己在前后运动,而是认为航天器在前后运动,自己好像是静止不动的。空灵、飘逸的慢动作常会引起地球人的幻想。20世纪70年代,美国青少年模仿太空人的慢动作,创造了太空舞,一时风靡全球。

在太空中,本来就没有东西南北之分,眼睛也会产生错误的方向感。宇航员会感到自己的身体与航天器都上下倒置。宇航员总感觉自己的方向是对的,航天器的方向错了。宇航员在太空中产生的错觉,只要忍受一下,很快就会习惯的。处于这种失重环境中,吃、穿、住、行等都需要宇航员慢慢去适应。宇航员在失重状态下站着睡觉和躺着睡觉没有什么区别,一样能做个好梦。

太空珠宝

失重环境是人类创造特殊产品的好地方。许多地球上无法制造的药品、金属、零件等,都能在失重的空间轻易得到。由于受地球重力的影响,电子技术中的晶体在地面上生长时,晶体的大小受到限制,而且要受到容器的污染。

在失重条件下,晶体的生长是均匀的,生长出来的晶体也要大得多。如能在太空建立起工厂,生产出砷化镓的纯晶体的话,它要比现有的硅晶体优越得多,将会引起电子技术的重大突破。在失重条件下,能生产出地面上难以生产的一系列产品。建造空间工厂,已经不再是幻想。

宇航员在航天飞机上,用简单的方法合成了第一块极大的蓝色水晶,被称为“蓝色妖姬”。由于它完美极了,很多人都梦想拥有它。它的价格是每克拉3400美元。珠宝商准备将“蓝色妖姬”制作成胸针或项链等太空珠宝。许多爱美的贵妇都对它垂涎欲滴,不禁赞叹道:“不用加工了。它已经是一件非常精美的艺术品。”

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