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                    《科學畫報》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    由中國科學社于1933年8月創刊,距今已有80年的歷史?!犊茖W畫報》在80年的辦刊歷程中,形成了通俗生動、圖文并茂地介紹最新科技知識,形式多樣地普及科學技術的特點,對提高廣大群眾的科學水平,啟發青年愛好科學、投身科學事業起了很大的作用,當今的不少著名學者、教授、科學家,青少年時代都曾受到它的熏陶和啟發。

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                    躺著進行的太空實驗

                    2021-01-18 13:46:00

                      整整兩個月都懶洋洋地躺在床上,每天有看不完的電視節目和打不完的游戲,食物給你送到嘴邊,也沒有任何瑣碎事務來煩你——聽起來是不是特別誘人?最近,德國航空航天中心就在招募愿意承擔這項工作的志愿者。參與實驗的志愿者可以得到1.85萬美元的報酬,但是有一個條件:整整60天必須全程躺在床上,任何理由都不能成為起床的借口。

                      志愿者的吃喝拉撒都要在床上,換衣服和洗澡也要在床上完成。每天,他們之中的一部分人還會被要求躺到一個巨大的離心機上,按照科學家計算好的轉速旋轉30分鐘。

                      設計這些實驗,是為了在地球上模擬太空條件。在國際空間站工作的航天員處在微重力環境下,他們感受到的重力極其微弱,幾乎可以忽略不計,這使得他們行動艱難。長期不能正常行動會對骨骼和肌肉造成傷害。所以,科學家特意設計了這個“床上實驗”,要求志愿者也像航天員那樣不能隨意動彈,這樣,志愿者的身體就會出現跟航天員差不多的問題。當然,實驗的最終目的不是模擬這些問題,而是找到解決這些問題的辦法。

                      這項實驗是由德國航空航天中心和美國國家航空航天局、歐洲空間局合作開展的。近年來,這種旨在模擬太空條件的研究項目還有很多??茖W家希望能從這些實驗當中學到一些經驗,用來幫助航天員順利度過漫長的太空航行?!半S著太空航行任務的時間越來越長,如何保證航天員的身心健康就顯得尤為重要。目前,國際空間站里進行的航天任務通常只持續6~12個月,還不算太久,但是未來的星際航行將會持續相當長的時間,比如,載人登陸火星的航行時間可能要超過3年?!泵绹鴩液娇蘸教炀值难芯咳藛T布蘭登·維西解釋道。

                    太空

                      失去重力

                      在地球上,不管多么微小的動作,都需要身體克服重力做功,從而讓骨骼和肌肉能時時得到鍛煉。但是,航天員由于不能正常行動,所以得不到這種持續而微小的鍛煉,他們的肌肉和骨骼會開始萎縮,功能也隨之退化。

                      微重力條件對身體的另一個影響是血液倒流?!霸诘厍蛏?,我們的血液會由于重力的作用流向地面的方向——大多數情況下是流向腳部的?!本S西說,“但是一旦進入微重力環境,沒有了重力,血液就不會向腳部流動了,而是向著頭部流動?!毖鞣较虻淖兓赡軙尯教靻T的臉部腫脹、視力下降,這些不良影響即使在返回地球之后仍然無法完全消除。

                    太空

                      旋轉有用嗎

                      為了重現缺乏運動導致的生理影響,志愿者被要求不能隨意行動;為了達到血液倒流的效果,志愿者躺在床上時,頭部會向下傾斜6度。在這樣的實驗設計下,志愿者會出現跟國際空間站里的航天員差不多的生理問題。這時,科學家就要完成另一個研究目標了——測試離心力能否代替重力,從而抵消微重力條件造成的影響。

                      志愿者當中的2/3會同時接受另一個實驗,他們每天都有30分鐘的時間要躺在一臺巨大的離心機上,而且頭朝圓心、腳部向外,高速旋轉。離心機產生向外的離心力,大小是計算好的,剛好跟重力相等。研究人員想看看,這樣做能不能幫助減輕骨骼和肌肉的損傷,同時讓血液在離心力的作用下向著腳部流動。

                      今后宇宙飛船的設計工作也可能會參考這項研究的結果。一直以來,科學家都認為可以通過離心力人為制造一個“重力”,從而解決由于失重導致的一系列問題。但是,讓宇宙飛船在太空中不停地旋轉顯然是不可行的,搭載一臺離心機倒可能是更好的方法——就像“床上實驗”這樣,把航天員放在一臺特制的離心機上。

                      用途還有很多

                      模擬研究項目不僅能用來測試人體的各項生理功能,還能用來測試設備的功能。例如,火山口附近或者沙漠里的一些地方跟火星表面很接近,科學家就可以在那里測試火星探測器上的設備能否正常運行。維西說:“如果探測器有故障的話,我們就可以讓這些問題在地球上暴露出來,然后想辦法解決它們。這樣,當航天員用到這些設備的時候,它們能真正派上用場,不會掉鏈子?!?/p>

                      這些研究得到的經驗還可以用于航空航天以外的其他領域。例如,防止骨骼流失的方法也可以用來治療骨質疏松。所以你看,躺在床上也能為科學事業做貢獻呢——整個過程只要躺著就好,什么都不用做,甚至都不需要動一根手指!

                      文/錦瑟

                    本文來自《科學畫報》

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