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航天员怎么称体重?太空专属“体重秤”全揭秘

空间站是微重力环境

人和各类物品都处于飘浮状态

航天员在轨驻留期间‍

如何精准监测自身胖瘦变化?

《开“新”空间站》带你揭秘

特殊的“太空体重秤”

在太空测量体重

需要克服微重力环境、人体柔性

以及质心难定等困难

微重力环境:地面体重秤靠重力,空间站是微重力环境,秤直接“失灵”。

人体柔性:人不是刚体,在微重力下身体姿态难以固定。

质心难定:测量时人体质量中心难以确定。

难归难,科学家们自有办法——

只需要使用质量测量仪

就能轻松解决

在微重力下测体重的难题!

“太空体重秤”长啥样?

从外形来看

质量测量仪与日常使用的体重秤

可以说是“毫不相关”

△第二代质量测量仪结构示意图

它主要由主机(恒力机构、测量系统)

四连杆、人体支架、释放机构

和力传感器电缆等组成

属于航天员健康保障装备

看看具体操作⬇️

第一步☝

按要求将自己固定在人体支架上

第二步✌️

找一个队友将你推至指定位置

并等待支架复位

第三步

计算出结果⬇️

️在支架复位的过程中,恒力机构提供的恒力(F)作用于航天员身体,使航天员做匀加速直线运动;

️通过光栅测距装置测量航天员在恒力作用下的位移速度(v)和时间(t),以此计算加速度(a=v/t);

️在已知恒力的情况下计算出人体的质量(m=F/a)。

原理揭秘⬇️

质量测量仪应用直线加速度原理

已知恒力、算出加速度

通过牛顿第二定律F=ma

就能轻松算出航天员体重啦~

物品怎么测?

近期的Vlog中还公开了

神舟二十三乘组对首次亮相空间站的

改进型在轨质量测量仪

进行测试的画面

测物品原理和测体重一致

都是通过牛顿第二定律计算质量

在太空中,身体质量测量

对于监测航天员的健康和生理变化

非常关键

特别是在长期驻留任务中

定期监测身体质量

不仅可以帮助调整航天员

饮食结构、锻炼计划及工作负荷

还可以进行空间疾病的预测

及安全防护的设计

在轨人体质量测量

在生命科学研究中也起到重要作用

准确的身体质量测量指标

可用于研究人体在微重力条件下

体液流失、肌肉萎缩等现象

可以研究长期微重力条件下的

人体新陈代谢效率及在轨的生理反应等

……

空间站还有哪些新奇专用设备?

锁定《开 “新” 空间站》

继续解锁天宫趣味科普!

责编:王建旸
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