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太空中的体重测量：航天员的“健康守护者”

泰然健康网
2025-06-21 15:19

在太空的失重环境中，航天员的体重测量显得尤为重要。这一测量不仅关乎航天员个人的健康状况，更对了解他们的生理变化具有决定性意义。对于长期在太空执行任务的航天员而言，定期的身体质量监测是必不可少的。它不仅能帮助他们调整饮食和锻炼计划，确保工作负荷的均衡分配，还能为潜在空间病的早期发现提供有力支持，从而制定出有效的安全防护措施，确保他们在远离地球的日子里同样能保持最佳的身体状态。

太空测重：健康的守护神

在空间站这个与地球大相径庭的环境中，航天员们面临着多重挑战，包括微重力带来的生理考验、封闭空间引发的心理波动，以及舱外活动时宇宙射线对身体的潜在威胁。长期太空生活可能对骨骼、肌肉、血液循环和心脏等关键器官造成深远影响。因此，实时监测航天员的健康状况显得尤为重要。

空间站配备了尖端的医疗监测设备，这些设备能够持续跟踪关键健康指标，为航天员的安全保驾护航。而体重变化，作为健康状况的敏感指标之一，更是备受关注。航天员们会定期使用专门的太空“体重秤”进行测量，以了解自身的体重变化情况。这种监测不仅有助于及时发现潜在健康问题，还能为其他健康评估提供宝贵的数据支持。

然而，在太空环境中，传统的杠杆式或压力式体重秤无法发挥作用。幸运的是，中国空间站配备了一种创新的“体重秤”——质量测量仪。这种仪器能够准确测量航天员的体重，且其工作原理与传统体重秤迥然不同，成为航天员在太空中的贴心“守护神”。
质量测量仪的工作原理基于直线加速度和牛顿第二定律，用于精确测量航天员的质量。在操作时，航天员需固定在人体支架上，随后被推至特定位置。该过程中，恒力机构（包含凸轮、弹簧、定滑轮和钢丝绳等部件）将施加一个恒定的力，促使航天员进行匀加速直线运动。通过光栅测距装置，可以测量航天员在恒力作用下的位移速度和时间，从而计算出加速度。已知恒力的情况下，再利用公式即可求得航天员的质量。这种测量方法在失重环境下同样有效，为空间站的健康监测提供了关键数据。
此外，质量测量仪已经历了升级。天宫一号目标飞行器上搭载了第一代质量测量仪，并在神舟九号任务中得到了应用，航天员利用此设备成功测试了人体、食品包、冷凝水箱等物品的质量。在神舟十号任务中，“太空教师”王亚平更是在首次太空授课中详细介绍了该仪器的工作原理和操作流程。她演示了如何将航天员固定在支架上，如何拉伸弹簧至预设位置并释放，以及如何通过光栅测速系统实时监测身体运动过程中的速度变化。最终，聂海胜的体重被准确测量并显示为74千克。

第二代质量测量仪的结构改进

随着空间站时代的到来，质量测量仪也经历了显著的升级。第二代仪器在多个方面进行了改进，包括提高测量精度、增强测量稳定性、优化测量和标定算法、升级软件系统，以及改进结构和融入工效学理念。这些改进使得第二代质量测量仪的精度和一致性得到了显著提升。它成功搭载天和核心舱升空，并出色地完成了神舟十二号至神舟十六号乘组在轨期间的质量测量任务。

针对运营期间的医疗监测需求和航天员的使用反馈，科研团队进一步对质量测量仪进行了优化升级。此次升级主要着眼于提高测量的稳定性、操作效率和使用的舒适性。具体来说，他们对四连杆和人体支架结构进行了优化，增强了结构的强度和刚度，并添加了防滑套以改进人体定姿装置。这些改进随天舟七号货运飞船成功运送至空间站，并得到了神舟十七号与神舟十八号乘组在轨设备标定和人体质量测量的验证。根据他们的反馈，改进后的设备在测量精度、稳定性和使用体验上都取得了显著提升，为航天员提供了更加优质的服务。

随着技术的不断创新，质量测量设备将持续优化，确保在太空中的精准与可靠，为航天员的太空任务和日常生活提供坚实的支持。