漂浮与配重的(中国航天员杨利伟，刘洋等如何模拟太空失重训练的？)

Posted 2023-06-01

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漂浮与配重的(中国航天员杨利伟，刘洋等如何模拟太空失重训练的？)

在地面上模拟失重环境基本上有两种形式，一是直接式，二是间接式。

直接式又可分为无支撑自由落体和抛物线飞行两种形式。前者通过落塔或旧矿竖井来实现，后者则通过改装的失重飞机来实现。

间接式有浸水、卧床和悬吊等方式，可以获得类似于失重效应的环境条件。分别通过中性浮力水槽、卧床实验室以及缆索悬吊架等设施或装置来实现。此外，还有空气轴承、万向支架、倾斜台等机械模拟方式。

无论是直接式还是间接式失重模拟，虽然模拟方式各异，但要求结果都一样，即能产生所要求的失重效应，但在应用目的上确有着重大的区别。航天员着舱外航天服在水槽进行模拟失重训练和出舱活动任务训练航天员着舱外航天服在水槽进行模拟失重训练和出舱活动任务训练　

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我们知道宇航员来到太空中将面对失重的环境，这与地面完全不同。在这种环境下，任何简单的操作都会变得困难起来。特别是宇航员在进行太空行走时，他们将穿着笨重的航天服来到舱外，在身体漂浮的情况下安装和维修设备，或进行科学实验。这些都需要进行许多精细的操作，所以需要进行大量的训练才能胜任。

体验失重的最好办法就是制造一个类似太空的失重环境，于是科学家发明了失重飞机和中性浮力实验进行模拟。使用失重飞机进行模拟时，飞机将进行抛物线飞行，形成15-40秒的微重力时间，使航天员能够感受、体验失重环境。但这个方法时间持续时间太短，面对长达几个小时的太空行走，根本不够。于是人们就考虑利用水的浮力来模拟失重的效应。

中性浮力实验室（NBL），便是一个用于模拟太空失重环境下的水下训练设施。这次QQ-X计划，我们就来到了NBL进行参观学习，并亲身下水进行试验。

NBL是一个长达202英尺（62米），宽达102英尺（31米），深度达到40英尺6英寸（12.34米），包含6200000加仑（23500000升）水的大水池。当宇航员浸入水中时，通过增减配重和漂浮器使人体的重力和浮力相等，即中性浮力，就获得模拟失重的感觉和效应。

这个大水池不仅大，更重要的是里面还放置了1：1模型的国际空间站的复制品。这样宇航员穿上改制的舱外航天服，就可以在水池中模拟在国际空间站的工作，进行出舱活动和技能训练。