| 度、心脏的功能、应激激素的水平和有氧锻炼等指标的变化情况。”他指出,初步研究结果令人鼓舞,并将于今年发表。
然而,小型离心分离机有一个重大缺陷。如果离心分离机的直径为6米(这种体积在太空飞船中已经是相当小),它必须以每秒30次以上的速率旋转,才能在宇航员脚下产生与地球重力相当的吸引力。但这种旋转速率却足以使宇航员产生严重的运动病。为了使宇航员避免受到这样的损害,研究小组目前正在设计一种旋转健身馆。
加州大学整形外科专家文森特?克沃慈奥领导的研究小组设计出一个体积较小的离心分离机。一名宇航员坐在一个类似自行车的悬挂设备上,另一名宇航员坐在另一侧,两人都被固定在离心分离机上的中心柱上。通过用力登踏圆环,宇航员产生离心旋转。该设备既可以测试两名宇航员心血管方面的指标,也为他们提供了人造重力。宇航员可以在里面进行锻炼,并保持肌肉的协调。克沃慈奥说:“这种舱的效果非常好,因为其锻炼部位主要是宇航员的大块肌肉、腿部和后背下部,而这些部位受到失重的影响最为严重。”
克沃慈奥研究小组正在实施的另一个研究方案是增加人造重力。该方案加快了实验舱的旋转速度,减少宇航员在健身馆中的锻炼时间。克沃慈奥说:“我们有一些研究项目,可以将舱内的人造重力增加到相当于地球重力的三倍。”帕罗斯克对该利用超重进行研究的项目前景非常感兴趣,但他认为在彻底弄清楚其机理之前仍然需要大量的研究工作。
超重意味着离心分离机的旋转速率高于每秒40次,而这样就有可能诱宇航员产生呕吐现象。但帕罗斯克的研究结果显示,只要使头部保持静止状态,即使是宇航员在做轻微的蹲伏动作,他们基本上可以避免运动病。
麻省理工学院的拉瑞-杨也正在研制一种人造重力健身馆。在这种健身馆中,离心分离机中心柱一侧的臂上有一个圆环,另一侧臂上悬系着一个配备踏车的笼子。他认为宇航员可以适应人造重力,“实际上,在离心分离机高速旋转的状态下,任何人都可以在短时间内适应头部运动。”
杨认为其诀窍在于,在人造重力环境中的重复运动,以及不断地增加离心分离机的旋转速率可以训练人的大脑。因此,宇航员在离心分离机中走动不仅不会产生呕吐,而且宇航员在再次起飞也不会产生副作用。这意味着可以设计出实用的生活和工作舱。
帕罗斯克指出,研究人员需要做更多的深入研究,才能确定长期置身于离心分离机中,究竟能给宇航员身体带来何种损害。
2010年,杨领导的研究小组将向地球轨道发射一颗火星重力生物卫星。在该实验中,将把老鼠放在一个旋转的离心分离机中,时间长达一个月,该离心分离机产生的人造重力大约是地球重力的三分之一。如果该项研究成功,在漫长的火星之旅中,宇航员只要每天在健身馆中锻炼一次,就可以保持良好的身体状况,在返回地球之时将会保持充沛的精力。
帕罗斯克:“我们可能像医生开处方那样,开出‘重力处方’,让宇航员每天按时服用即可。”
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