大揭秘:神舟十六号发射后,宇航员在空间站怎样做运动?
为什么宇航员在空间站必须运动?
最主要的原因在于——「重力」。
在地球上,我们每一次移动双腿,都是对抗重力的过程。重力会对我们的肌肉和骨骼随时随地施加阻力,我们的身体每时每刻都在受到“锻炼”。
然而,到了空间站的微重力环境下,少了重力的作用后,便不再需要骨骼和肌肉来支撑宇航员的身体,不用则退。
更为重要的是,心血管系统也会变得“懒惰”。因为心脏不必像在地球上那样努力工作来抵消重力的作用,将血液输送至头部。
如果不运动的话,宇航员们将会面对——
1. 肌肉流失或萎缩。有研究表明,在持续5~11天的太空飞行中,宇航员的肌肉损失高达20%;[1]
2. 骨质流失。在太空的微重力环境中,宇航员每月平均失去 1% 到 2% 的骨密度;[2]
3. 心血管健康问题。实验显示在太空停留 6 个月后,宇航员的动脉硬化了 17% 到 30%,相当于地球上 10 到 20 年的正常老化速度。[3]
如果要最大程度地降低失去重力带来的副作用,唯一办法就是通过高强度运动、力量训练,并结合饮食。所以每天宇航员们都会在空间站的健身房里锻炼1~2个小时,其能够——
1. 减轻骨骼的退化;
2. 保持肌肉和心脏的力量;
3. 确保返回地球时的安全,身体能够快速适应地球的重力;
不吃饭我就开练,卷起来~图/CCTV
空间站的“健身房”都有些什么?
在微重力环境下的锻炼和我们在地面上锻炼不太相同,健身器材都是经过特别改造的,可以模拟作用在身体上的重力(也就是向身体施加负荷)。
空间站的健身房位置
接下来,我们就来看看空间站“健身房”里的器械都有哪些——
跑步机
太空跑步机其实和我们日常生活中见到的外形有点相似,但其采用的是类似坦克履带一样的跑带,表面还铺有厚厚的缓冲材料。宇航员在跑步时也会穿上缓振的鞋子进行跑步,降低跑步带来的冲击。
为了模拟地球上的重力环境,还会配置重力加载的系统(也就是上图身上背负的类似马甲的模块),它可以适配不同宇航员锻炼时的体重。同时还需要通过弹力带进行固定。这样,航天员无论是跳动还是跑,都需要克服这个模拟重力,以达到锻炼效果。
此外,跑步机整体通过减振系统与舱体连接,避免跑步振动对空间站的影响。
有意思的是,国外的空间站是通过「一个类似钢丝球的物件(里面也是柔软的材质)」来达到减振效果的。不知道天宫里面的跑步机是如何解决这一问题的。
动感单车
空间站中的动感单车有点像独轮车,其配备了惯量储备调节系统,确保了运动的平稳性和舒适性。同时依托锁踏与锁鞋的设计固定腿部,使得航天员在骑行踩踏的时候不会飘起来。
而锁鞋的品牌正是来自森地客Santic,也是 TANGO 骑行鞋的同款哦(四舍五入相当于宇航员同款了)~
运动过程中,腿部骑行速度并不是固定的。会穿插高强度的冲刺骑行,也就是类似HIIT的运动原理(高强度间歇训练),来刺激心率阈值,达到调节心血管的作用。
除了普通版之外,还有个“升级版”(看上图)。与普通版的差别在于,航天员佩戴了专门的呼吸器,一方面可以增加运动效果,另一方面可以监测运动效果(类似医院里或者运动员测量最大摄氧量的设备)。
同时这个机器还有另外的用法,用来锻炼手部的肌肉。
助力带
助力带的用法以及花样就比较多了,根据动作的不同,可以分别锻炼到手、背部和腹部等肌肉,能够有效预防肌肉群的萎缩和力量减弱,维持部分肌肉群的强度。
下面来欣赏下宇航员的“动作”——
微重力抗阻锻炼装置
它有点类似于划船机,能用它做5种锻炼动作——深蹲、提踵、硬拉、划船、耸肩。宇航员可以利用这个装置,对抗肌力下降、肌肉萎缩的问题。
在运动过程中,宇航员也背负着类似跑步的马甲,来施加重力。
即使是每天花大量的时间去锻炼,宇航员依然会受到骨质流失等负面影响。宇航员也会补充对应的膳食钙补充剂和其他药物,但依然解决不了问题的根源——重力缺失。
不过也有科学家正在进行这方面的研究,例如 NASA 正在研究尝试通过离心机、旋转来施加重力。也就是在未来,宇航员可能就不再需要每天吭哧吭哧运动数小时了。[4]
参考资料:
[1].https://www.asc-csa.gc.ca/eng/astronauts/space-medicine/muscles.asp
[2].https://www.asc-csa.gc.ca/eng/astronauts/space-medicine/bones.asp
[3].https://www.asc-csa.gc.ca/eng/sciences/vascular.asp
[4].https://www.chron.com/news/health/article/Centrifuges-other-devices-may-keep-astronauts-fit-1797041.php返回搜狐,查看更多