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太空中的體重測量：航天員的“健康守護者”

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2025年06月21日 15:19

在太空的失重環(huán)境中，航天員的體重測量顯得尤為重要。這一測量不僅關乎航天員個人的健康狀況，更對了解他們的生理變化具有決定性意義。對于長期在太空執(zhí)行任務的航天員而言，定期的身體質(zhì)量監(jiān)測是必不可少的。它不僅能幫助他們調(diào)整飲食和鍛煉計劃，確保工作負荷的均衡分配，還能為潛在空間病的早期發(fā)現(xiàn)提供有力支持，從而制定出有效的安全防護措施，確保他們在遠離地球的日子里同樣能保持最佳的身體狀態(tài)。

太空測重：健康的守護神

在空間站這個與地球大相徑庭的環(huán)境中，航天員們面臨著多重挑戰(zhàn)，包括微重力帶來的生理考驗、封閉空間引發(fā)的心理波動，以及艙外活動時宇宙射線對身體的潛在威脅。長期太空生活可能對骨骼、肌肉、血液循環(huán)和心臟等關鍵器官造成深遠影響。因此，實時監(jiān)測航天員的健康狀況顯得尤為重要。

空間站配備了尖端的醫(yī)療監(jiān)測設備，這些設備能夠持續(xù)跟蹤關鍵健康指標，為航天員的安全保駕護航。而體重變化，作為健康狀況的敏感指標之一，更是備受關注。航天員們會定期使用專門的太空“體重秤”進行測量，以了解自身的體重變化情況。這種監(jiān)測不僅有助于及時發(fā)現(xiàn)潛在健康問題，還能為其他健康評估提供寶貴的數(shù)據(jù)支持。

然而，在太空環(huán)境中，傳統(tǒng)的杠桿式或壓力式體重秤無法發(fā)揮作用。幸運的是，中國空間站配備了一種創(chuàng)新的“體重秤”——質(zhì)量測量儀。這種儀器能夠準確測量航天員的體重，且其工作原理與傳統(tǒng)體重秤迥然不同，成為航天員在太空中的貼心“守護神”。
質(zhì)量測量儀的工作原理基于直線加速度和牛頓第二定律，用于精確測量航天員的質(zhì)量。在操作時，航天員需固定在人體支架上，隨后被推至特定位置。該過程中，恒力機構（包含凸輪、彈簧、定滑輪和鋼絲繩等部件）將施加一個恒定的力，促使航天員進行勻加速直線運動。通過光柵測距裝置，可以測量航天員在恒力作用下的位移速度和時間，從而計算出加速度。已知恒力的情況下，再利用公式即可求得航天員的質(zhì)量。這種測量方法在失重環(huán)境下同樣有效，為空間站的健康監(jiān)測提供了關鍵數(shù)據(jù)。
此外，質(zhì)量測量儀已經(jīng)歷了升級。天宮一號目標飛行器上搭載了第一代質(zhì)量測量儀，并在神舟九號任務中得到了應用，航天員利用此設備成功測試了人體、食品包、冷凝水箱等物品的質(zhì)量。在神舟十號任務中，“太空教師”王亞平更是在首次太空授課中詳細介紹了該儀器的工作原理和操作流程。她演示了如何將航天員固定在支架上，如何拉伸彈簧至預設位置并釋放，以及如何通過光柵測速系統(tǒng)實時監(jiān)測身體運動過程中的速度變化。最終，聶海勝的體重被準確測量并顯示為74千克。

第二代質(zhì)量測量儀的結(jié)構改進

隨著空間站時代的到來，質(zhì)量測量儀也經(jīng)歷了顯著的升級。第二代儀器在多個方面進行了改進，包括提高測量精度、增強測量穩(wěn)定性、優(yōu)化測量和標定算法、升級軟件系統(tǒng)，以及改進結(jié)構和融入工效學理念。這些改進使得第二代質(zhì)量測量儀的精度和一致性得到了顯著提升。它成功搭載天和核心艙升空，并出色地完成了神舟十二號至神舟十六號乘組在軌期間的質(zhì)量測量任務。

針對運營期間的醫(yī)療監(jiān)測需求和航天員的使用反饋，科研團隊進一步對質(zhì)量測量儀進行了優(yōu)化升級。此次升級主要著眼于提高測量的穩(wěn)定性、操作效率和使用的舒適性。具體來說，他們對四連桿和人體支架結(jié)構進行了優(yōu)化，增強了結(jié)構的強度和剛度，并添加了防滑套以改進人體定姿裝置。這些改進隨天舟七號貨運飛船成功運送至空間站，并得到了神舟十七號與神舟十八號乘組在軌設備標定和人體質(zhì)量測量的驗證。根據(jù)他們的反饋，改進后的設備在測量精度、穩(wěn)定性和使用體驗上都取得了顯著提升，為航天員提供了更加優(yōu)質(zhì)的服務。

隨著技術的不斷創(chuàng)新，質(zhì)量測量設備將持續(xù)優(yōu)化，確保在太空中的精準與可靠，為航天員的太空任務和日常生活提供堅實的支持。

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