简介

失重,或称微重力,是载人航天轨道飞行过程中所遇到的最为重要的环境因素。一方面,微重力对人体及各种仪器设备有着重要的影响;另一方面,微重力是太空所独有的取之不尽用之不竭的天然资源,其应用广泛和开发潜力之巨大,是难以估量的。公认是一个方兴未艾、前景广阔的新领域。

由于航天活动投资强度大,风险高,为了安全与可靠,做到万无一失,航天前的充分准备工作是必不可少的,也是航天活动能否取得成功的关键环节之一其中,失重模拟实验,就是发展载人航天的一项重要而必需的准备工作。

失重模拟形式失重模拟技术是为了适应载人航天的发展需要而逐渐发展和成熟起来的,但是,失重环境在地面上是比较难以模拟的,而且一般有耗资巨大、实验准备时间长和失重时间短的特点1。

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。

意义微重力是载人航天过程中遇到的一种重要的特殊环境因素,是开发和利用空间的一种重要资源.失重模拟方法多种多样,有直接式的也有间接式的,有单一功能的,也有多项功能的,并依其条件和目的的不同而采用不同的模拟方式.但是,应用价值最大、使用频率最高的一种是中性浮力水槽,它是航天员进行舱外活动训练的最好形式;二是失重飞机的抛物线飞行,是模拟太空微重力环境的最有效又最为经济的方法,也是进行航天员训练的必需设备。

随着人类载人航天事业的发展，国际上已经提出了重返月球和登陆火星等长期载人航天飞行计划，这对航天员顺利完成飞行任务并保持身体健康带来巨大挑战。其中，心脏结构和功能的改变将影响航天员顺利完成飞行任务并严重威胁航天员返回地球后的身体健康。

影响失重 / 模拟失重引起心肌萎缩的报道已经有很多，航天飞行中由于重力负荷消失、活动减少、代谢水平下降导致心脏做功减少、心肌萎缩，进而导致心脏功能下降。头低位卧床实验可模拟航天失重环境导致的血液头向分布造成的血流动力改变，使心脏负荷降低，从而模拟航天失重造成心肌萎缩2。

失重/模拟失重状态下由于:

1)活动减少,心血管系统血液流速(切应力)发生改变;

2)活动受限,没有体位改变,因而对心血管调节系统的刺激减少,神经介质和循环激素等血管活性物质对心血管的调节作用减少;

3)失重时流体静压消失,血液对血管壁的各种机械刺激(静水压、牵张力)发生改变,以上因素综合作用,引起血管的重塑。

失重/模拟失重时,血管系统的跨壁压分布及其血流状况均与地面1G时不同,从而产生血管结构与功能的分化性重塑适应现象3。

失重/模拟失重时,在缺乏有效对抗措施的条件下,心血管功能失调引起的立位耐力不良的发生几乎是不可避免,明显影响了航天活动及返回1G环境时的再适应能力。