我國(guó)今年將全面完成天宮空間站建造任務(wù)，成為第二個(gè)在地球軌道上擁有大型觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的國(guó)家。為了加快推進(jìn)空間站建設(shè)，我國(guó)于去年10月份發(fā)射了神舟十三號(hào)載人飛船，將3名航天員送上空間站，并且將在空間站上駐守6個(gè)月，現(xiàn)在已經(jīng)快接近任務(wù)完成的期限，期待著航天員們凱旋而歸。

在這6個(gè)月的時(shí)間里，航天員們重點(diǎn)完成三項(xiàng)工作任務(wù)，一是驗(yàn)證空間站保障航天員長(zhǎng)期駐留工作和生活相關(guān)技術(shù)的可靠性，二是執(zhí)行出艙若干出艙任務(wù)，同時(shí)驗(yàn)證空間站支持航天員出艙的技術(shù)可靠性，三是開展相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，為后續(xù)空間站運(yùn)營(yíng)奠定基礎(chǔ)。目前，絕大多數(shù)的任務(wù)已經(jīng)完成，我國(guó)航天員們?cè)诳臻g站上的英姿和取得的成果，已經(jīng)在全世界產(chǎn)生了非凡的影響，充分彰顯了我國(guó)航天精神和中國(guó)力量！

與地面上的環(huán)境完全不同，航天員們?cè)诳臻g站上會(huì)時(shí)刻經(jīng)受著微重力的影響，同時(shí)還得時(shí)刻面臨密閉空間對(duì)人心理的影響，此外在出艙時(shí)，還得經(jīng)受宇宙高輻射對(duì)身體的影響，在太空環(huán)境中，如果長(zhǎng)時(shí)間逗留，對(duì)身體的骨骼和肌肉、血液循環(huán)、心臟等器官，都會(huì)造成一定的損傷。所以，在空間站中，必須要配備能夠及時(shí)、準(zhǔn)備監(jiān)測(cè)航天員身體健康指標(biāo)的儀器設(shè)施，同時(shí)在返回地面以后，還得進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的康復(fù)和訓(xùn)練。

如果航天員的身體狀況出現(xiàn)異常，很多都有可能反映在體重這個(gè)指標(biāo)上，因此，利用特定的“體重秤”，對(duì)航天員的體重進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，將有助于提前發(fā)現(xiàn)航天員在身體方面所發(fā)生的問(wèn)題，并為其他監(jiān)測(cè)提供輔助支持。

大家知道，空間站和其他地球軌道衛(wèi)星一樣，以一定的線速度（必須在第一宇宙速度和第二宇宙速度之間）圍繞地球公轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，空間站包括里面的航天員，其實(shí)是受到地球萬(wàn)有引力的作用的，只不過(guò)這個(gè)引力完全充當(dāng)了旋轉(zhuǎn)的向心力，如果利用傳統(tǒng)的杠桿式和壓力式的體重秤，則無(wú)法監(jiān)測(cè)到物體的重量，也無(wú)法監(jiān)測(cè)到航天員的體重。

然而，在我國(guó)天宮空間站內(nèi)部，的確有“體重秤”裝置的，如果送上去一個(gè)無(wú)法使用的儀器，勢(shì)必會(huì)造成極大的資源和能源浪費(fèi)。那么，這種裝置，是如何測(cè)出航天員體重的呢？

傳統(tǒng)的杠桿式和壓力式測(cè)重儀器，利用的物理原理其實(shí)都是力的平衡，如果想要在太空中測(cè)得物體或者人身體的重量，用力平衡這種方法顯然是行不通的，必須依靠其它的原理。在最初的時(shí)候，利用的是彈簧收縮的性質(zhì)。航天員坐在特制的振動(dòng)裝置中，對(duì)這個(gè)裝置施加一個(gè)初始力，振動(dòng)裝置就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)振動(dòng)周期，而且推動(dòng)振動(dòng)的彈簧都有一個(gè)固定的彈簧系數(shù)，利用公式就很容易測(cè)算出航天員的質(zhì)量來(lái)。

在我國(guó)神舟十號(hào)及以后的系列載人飛船中，配備的“太空質(zhì)量測(cè)量?jī)x”測(cè)量原理和上面提到的還不一樣，我們應(yīng)用的物理原理是牛頓第二定律，即利用物體的加速度來(lái)進(jìn)行測(cè)量，依照的公式是F=m*a。如果我們知道物體在太空中所受到的力，同時(shí)測(cè)量出物體在該力作用下產(chǎn)生的加速度，就能夠輕松得到物體的質(zhì)量。

神舟十號(hào)的航天員們，在進(jìn)行太空授課時(shí)，就曾經(jīng)演示過(guò)這個(gè)儀器的用法。當(dāng)時(shí)，航天員聶海勝將自己固定在裝置支架的一端，另一位航天員王亞平把連接運(yùn)動(dòng)裝置的彈簧拉到指定位置，然后松手，彈簧回到初始位置。最終裝置顯示出了聶海勝的體重為74千克。

在王亞平將彈簧拉到指定位置時(shí)，所需要的力是固定的，在裝置生產(chǎn)出來(lái)后就已經(jīng)通過(guò)測(cè)試并標(biāo)注出來(lái)。同時(shí)，在裝置內(nèi)部，還配備一個(gè)光柵測(cè)速系統(tǒng)，它的作用就是測(cè)量不同時(shí)段身體的運(yùn)動(dòng)速度，測(cè)算出身體運(yùn)動(dòng)的加速度具體數(shù)值。F和a這兩個(gè)數(shù)值確定下來(lái)后，m是多少就自然出來(lái)了。

其實(shí)，在我國(guó)的天宮空間站上，還配備有多個(gè)“黑科技”，極大方便了航天員的工作和生活，也極大提高了在空間站上開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)的精確度，比如超高精度空間冷原子鐘、寬波段成像光譜儀、超級(jí)智能終端、高級(jí)運(yùn)動(dòng)藍(lán)牙耳機(jī)、包裹式淋浴間、天地通信鏈路和視頻通話設(shè)備等等，對(duì)航天員們的關(guān)懷可謂無(wú)微不至，極大提高了航天員們的體驗(yàn)感和舒適度。

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