空间微重力环境
我国完成国际首次一微重力环境技术试验
01２０１８年８月／ Ａｕｇｕｓｔ ２０１８rade NewsT行业动态强度所气候环境实验室联合调试及验收试验正式启动６月１５日，气候环境实验室联合调试及验收试验启动会在航空工业强度所阎良新区召开，标志着我国首个大型综合气候环境实验室建设正式进入调试验收阶段。
会议宣布成立了实验室联合调试及验收试验指挥部，组建了七个调试验收团队。
自２０１２年气候环境实验室建设项目启动以来，历经设计攻关，工程建设，单系统调试等阶段，项目建设团队团结一心、攻坚克难，通过试验研究，攻克了多项设计及建设中的技术瓶颈，历经六年时间完成了实验室建设工作，目前已完成了实验室联合调试准备及－２５ ℃预调试试验工作，预调试试验数据表明实验室具备了进入联合调试条件。
实验室联合调试的启动标志着气候环境实验室建设正式进入调试验收阶段，向完成我国首个大型综合气候环境试验调试验收，具备试验能力迈出了坚实一步。
在实验室建设工作紧张推进的同时，强度所气候环境试验团队同步开展了气候环境试验技术及试验方法研究，编制形成了实验室相关操作规程。
通过国防基础科研、民机科研、创新基金等多项预研课题研究，从飞机气候环境试验实际需求出发，开展了包括试验谱剪裁、试验方案总体设计、试验过程控制及数据测量、试验结果评估等关键技术研究，形成了飞机气候环境试验标准，逐步构建起飞机气候环境试验技术体系，为实验室建成后同步具备试验能力做好了充分准备。
气候环境实验室是我国规模最大、系统组成最复杂、模拟环境因素最多的大型综合气候环境实验室，综合试验能力与世界最先进的美国麦金利气候环境实验室相当，是填补我国大型综合气候环境试验专业空白的实验室建设项目。
实验室预计２０１８年年底完成全部联合调试及验收试验工作，形成试验能力，使我国跻身世界大型综合新闻资讯气候环境试验领域先进行列，将为我国未来军民用飞机研制提供有力支撑。
我国完成国际首次一微重力环境技术试验近日，从中国科学院获悉，该院空间应用工程与技术中心科研人员６月１３日在瑞士杜本多夫，利用欧洲失重飞机成功完成了微重力环境下陶瓷材料立体光刻成形技术试验，这在国际上是首次，同时完成我国首次金属材料微重力环境下铸造技术试验，试验验证了多项微重力环境下高精度制造前沿技术和新型材料，获得多件完好的陶瓷和金属制造样品及丰富的实验数据。
国际空间站长期太空旅行健康风险分析
国际空间站长期太空旅行健康风险分析近年来，太空探索已经成为人类探索未知领域的重要途径。
国际空间站作为多国合作的科学研究和太空探索基地，已经成为人类进行长期太空旅行的中心。
然而，长时间在太空中生活也带来了一系列的健康风险。
本文将对国际空间站长期太空旅行中的健康风险进行分析，并提出相应的应对措施。
首先，长期在太空站中生活会导致骨质疏松和肌肉萎缩。
太空中的微重力环境使得航天员失去了承重的负荷，这导致骨骼质量的流失。
此外，由于缺乏重力，肌肉也会逐渐萎缩，导致肌肉力量和肌肉质量的减少。
这些健康问题对于人类的长期太空探索和殖民计划构成了重要的挑战。
其次，长期太空旅行会对航天员的心理健康产生影响。
太空环境的封闭、狭小和单调使得航天员容易出现厌倦、孤独和情绪低落。
此外，由于距离地球的遥远和与家人和朋友的长期分离，航天员可能面临着心理上的挑战，包括抑郁和焦虑等问题。
这些心理问题对于航天员的工作效率和工作质量产生负面影响。
再次，太空辐射对于航天员的健康也是一个重要的风险因素。
地球大气层可以很好地屏蔽来自太阳和宇宙射线的辐射。
然而，在太空中，航天员暴露在高能宇宙射线和太阳耀斑等强辐射源下，长期暴露于辐射环境中会增加患癌症和心血管疾病的风险。
最后，微重力环境还可能导致航天员的免疫系统失调。
在太空中，航天员的免疫系统容易变得过度活跃或不活跃，这可能导致机体对病原体的应对能力下降，容易受到感染。
此外，由于航天员长期处于封闭的环境中，细菌、病毒等微生物的传播也是一个潜在的健康风险。
针对以上的健康风险，为了保障航天员在长期太空旅行中的健康，需要采取一系列的应对措施。
首先，科研人员应关注航天员的饮食与运动，通过合理的饮食搭配和适当的运动计划来预防骨质疏松和肌肉萎缩。
其次，应该重视太空站的心理健康，提供适当的心理辅导和娱乐活动，帮助航天员缓解压力和孤独感。
此外，为了减轻航天员的辐射风险，可以采取一系列的辐射防护措施，包括增加舱内的屏蔽和发展新的防护材料技术。
微重力条件下的生命科学研究
微重力条件下的生命科学研究人类对于空间探索的热情从未减弱，对于宇宙中生命的研究也是如此。
自上个世纪，人类开始发射各种实验设备进入太空，进行研究，其中微重力条件下的生命科学研究是一个备受关注的领域。
微重力条件下的研究是指地球上的重力影响被减弱，类似于在宇宙中的失重状态。
这种状态下的研究可以更加准确的表达生命体的功能和行为，更好的理解生命的本质。
指导微重力条件下的生命科学研究有着广泛的应用和意义。
一、微重力条件下细胞生长行为研究在微重力环境下，细胞体的形态、生长速度、分子运输和基因表达等方面与地球上存在很大差异。
通过对微重力环境下细胞的研究，可以更好地理解细胞的生长行为规律，有助于寻找更好地治疗疾病的方法。
二、微重力条件下骨骼肌研究在地球重力环境下，骨骼肌依靠重力进行生长和运动。
但是在微重力环境下，骨骼肌面临一系列挑战，可能会出现肌肉退化等问题。
通过微重力环境下的骨骼肌研究可以更好的理解肌肉和其他组织在微重力条件下的行为和适应能力，为长期太空旅行和未来人类移居其他星球打下基础。
三、微重力条件下生物学研究微重力环境对生物学行为产生的影响早已被证明，许多种植物在微重力环境下会产生不同的形态和微白化现象，而在宇宙环境下，微生物的行为、生长特性等也存在明显差异。
通过对微重力条件下生物行为的研究，可以更好地理解生命的本质和生命适应能力的极限所在。
四、微重力条件下人类生理学研究在微重力环境下，人体血压可上升，空间病也会加剧，而对于长时间太空旅行的人员，心理、认知和行为能力的变化也需要被关注和研究。
通过对微重力环境下人类生理学的研究，可以更好地规划太空旅行健康管理的政策和医学支持。
总之，微重力条件下的生命科学研究对于理解生命的本质有着不可替代的重要性。
并且，太空探索和生命科学研究相互促进，有助于发掘人类探索追求的更多可能性。
空间微重力主动隔振技术研究
些， 就是认为速度为 、 ＝／
的航天器， 它的惯
等 。但 是 ， 理想 的失 重环境是 难 以得到 的 。在 轨运行 的航 天 器 总会 受 到各 种扰 动 的影 响 ，这 破 坏 了无轻 重 、 上 下 、 沉 浮 和无 对 流 的理 想 条 件 ， 定 程度 无 无 一 上 构成 对空 间材 料加 工 、空 间生命 科 学和 流体 科学 等 实验 的有 害 干扰 。为 给空 间科 学实 验提 供 良好 的 微 重力 环境 ， 低这 些扰 动对 实验 的影 响 ， 降 对实 验载
质点 ，所受引力等效于质量全部集中于球心和质心
的相 互 问的 引力 。但是 地球 和航 天器 都 不能 完全 满 足这 个假 设 ， 此外 ， 轨飞 行 的航天 器还会 受 到其他 在 作 用力 的影 响 ， 果是航 天器及 其 内部 物体会 产生 其结 额外 的加 速度 ， 时 ， 这 物体 与 物 体 之 间 ， 体 与天器 中进 行 空 间材 料 加工 ，空 间生命 科 学 和流体 力学 等实 验研 究 ，利用 的是 航 天器 中产 生 的失 重环境 。 重这 一诱 发环境 提供 轻重 不分 、 失 上
下 无别 、 浮不 现和 对流 消失 等物 理条 件 ， 沉 才会 实现 无 容器 冶炼 ，悬 浮 生长 ，不 同密 度流 体 的均匀 混合
载人航天 ２ １ 年第 ３期 ００
技术论文
空间微重力主动隔振技术研 究
李 宗峰 任 维佳
（ 中国科学 院光 电研 究院 ）
摘
要
在 轨 运行 航 天 器 上 的 实验 载 荷 面对 的是 航 天 器 内的微 重 力环 境 。 由 于扰 动传
递 到 实验 栽 荷 上会 影 响 实验 的有 效性 ，因此 ，需要 对 实验 栽荷 采 取 一 定 的振 动 隔 离手段 。 主动 隔振 能 够有 效 隔 离低 至 ００Ｈｚ ．１ 的扰 动 ，成 为微 重 力 隔振 技 术 的发展 方向 。 国外 多种 隔
采矿地球物理学概论第八章微重力
用于测量地球的绝对重力值，精度较高，但价格 昂贵且操作复杂。
相对重力仪
用于测量两个不同位置的重力差值，价格相对较 低，便于野外测量。
卫星重力测量
通过卫星轨道测量地球重力场，具有覆盖范围广、 精度高的优点，但技术难度较大。
微重力测量的误差来源
仪器误差
由于仪器本身的不完善 或使用不当导致的误差。
地质构造的解析
微重力测量能够揭示地下岩层的密度 变化，通过分析密度异常可以推断地 质构造特征，如断裂、褶皱等。
微重力测量可以提供大范围的地质构 造信息，有助于研究区域地质演化历 史和地壳稳定性。
地下水资源的调查
微重力测量能够检测地下水位和含水层的变化，为地下水资源调查提供重要的数 据支持。
通过微重力测量可以评估地下水资源的分布、储量和开发潜力，为水资源管理和 保护提供科学依据。
环境干扰
如温度、气压、风等环 境因素对仪器读数的影
响。
信号噪声
由于地球重力信号较弱， 容易受到其他信号的干 扰，如电磁噪声、震动
等。
数据处理误差
在数据处理过程中，由 于算法和模型的不完善
导致的误差。
03 微重力在采矿地球物理学 中的应用
矿体和矿床的识别与定位
总结词
微重力测量技术可用于确定矿体的位置和分布，为采矿作业 提供精确的矿体定位信息。
失重状态
在航天器轨道高度和空间站中，由于地球的引力作用与航天器的离心力作用相互 抵消，使得航天器和其中的物体处于失重状态。这种状态下的物理和化学实验可 以不受重力的干扰，从而更准确地揭示物质的基本性质和行为。
微重力的应用领域
01
科学研究
微重力环境为科学家提供了一个独特的研究平台，可用于研究物质的基
微重力流体力学
微重力流体力学
微重力流体力学是研究在微重力环境下流体行为的科学领域。
在微重力环境中，由于缺乏重力的作用，流体的行为与地球上的情况有很大不同。
微重力流体力学的研究对于深入理解和控制微重力环境下的流体行为以及相关的应用具有重要意义。
微重力流体力学的研究范围广泛，包括流体的空间分布、运动和变形等方面。
在微重力环境中，流体经常呈现出非常复杂的行为，例如表面张力效应、液滴形状的变化、乳液和泡沫的行为等。
此外，微重力环境下的流体流动也受到微重力的影响，例如传统的流体动力学理论不能适用于微管内的流动行为。
微重力流体力学在航天科学中具有广泛的应用。
在航天器中，微重力环境会对流体的运动和传热等过程产生不利影响。
因此，了解和控制微重力环境下的流体行为对于航天器的设计和操作非常重要。
此外，微重力流体力学的研究还对于其他领域如生物医学、化工等有着重要的意义。
总之，微重力流体力学是研究在微重力环境下流体行为的科学领域，对于深入理解和控制微重力环境下的流体行为以及相关应用具有重要意义。
微重力实验装置原理
微重力实验装置原理
微重力实验装置主要利用微重力环境下物理现象的特殊性质，结合精准控制技术，以更准确地进行科学实验和研究。
微重力环境是指物体在离心机、空间站或高空飞机等环境下所处的物理状态。
在这种环境下，物理现象的表现与地球上不同，例如液体的表面张力、物质运动的惯性效应等都会受到不同程度的影响。
因此，利用微重力实验装置可以在这些特殊条件下进行更直接的研究。
微重力实验装置有多种类型，其中包括传统的落塔和抛物线飞机，以及现代的电磁弹射微重力装置。
电磁弹射微重力装置使用了电磁弹射技术，通过精确控制电磁力，可以在极短时间内将实验对象加速到高速，然后让其在一个特定的轨道上运动，从而模拟出微重力环境。
六年级语文阅读理解训练(一)-说明文阅读
六年级语文阅读理解训练(一)-说明文阅读阅读训练（一）开发太空资源宝库①许多人或许没有意识到，太空将逐步成为人类赖以生存的巨大的资源宝库。
目前研究已经知道，月球和其他行星上，存在着大量的铁、硅等资源。
而且，人类进入地球轨道和外层空间后会发现，资源不仅是人们传统意义上理解的矿藏，特殊的环境和条件也是人类可以利用的重要资源。
②高远的位置、空间微重力环境、强宇宙粒子射线辐射和高真空环境，就是这种地面所不具备的极其宝贵的资源。
③也就是说，高远位置也是一种资源。
人们都会有这种体会，站在地上只能看到眼前一点大的地方，站在高山上极目四眺，则“一览众山小”。
我们利用位置资源，已经发射了通信、气象和对地遥感卫星，促进了人类社会的进步。
④人之所以站在地球上而不会掉进茫茫太空，是由于重量和地球引力的存在。
而在太空中航天器里的物体，处于微重力状态，物体可悬浮空中飘忽不定。
空气、水受热后，不会出现上下对流的情况，比重不同的液体，可在一起和平共处。
这种奇特环境，对人类从事新材料加工，细胞、蛋白质晶体的生长与培养是十分有利的。
⑤我们每天呼吸的空气，其密度随离海平面距离的升高而减小，到达100公里以上的高度，已逐渐成为真空。
地球表面的大气层中，每立方厘米中合有兆个氮分子和氧分子，而在太阳系宇宙空间，纯净无污染，每立方厘米只有．1个氢原子。
⑥别的，我们所居住的地球，被大气层包裹着。
这团大气层如同一张天幕，遮去了局部阳光，这张天幕被物理学家称为大气阻尼。
而宇宙空间充满着各类激烈的辐射，如银河宇宙线、大阳电磁辐射等，这将使种子、微生物以及各类细胞的遗传暗码在排列上产生变化，从中会产生更有价值的新物质。
⑦40多年的空间研究向人们传递着这样的信息，外空资源是研究新材料、新工艺、新的微生物制品的绝妙实验场，是一座可源源不断掘出新物质的富矿。
1、文章第④段中的“奇特环境”是指，它对人类从事，是很有帮助的。
2、文章第⑤段运用了、的说明方法，第⑥段运用了、、的说明方法。
宇航空间生物环境适应研究
宇航空间生物环境适应研究随着太空探索的发展，人类越来越多地涉足太空，对于人类在宇航空间中的生存条件以及生物环境适应能力的研究变得尤为重要。
宇航空间生物环境适应研究旨在探索宇航员在太空环境中的生理和心理变化，以及寻找适应和保护机制。
本文将从太空环境对人类的影响、生理和心理适应机制以及应对策略三个方面进行探讨，以更深入了解宇航空间生物环境适应的研究进展。
首先，太空环境对人类的影响是宇航空间生物环境适应研究的重要内容之一。
在太空探索中，宇航员面临着微重力、辐射、气压变化、温度变化、氧气浓度变化等多种环境压力。
这些环境因素对宇航员的身体和心理产生了显著影响。
微重力环境会导致肌肉和骨骼丧失，造成身体机能下降，进而影响到宇航员体力和耐力。
辐射具有强烈的致突变和致癌效应，长期暴露于太空辐射中会导致遗传物质变异、免疫系统衰竭和白内障等问题。
此外，气压变化、温度变化和氧气浓度变化也会对宇航员的身体健康产生一定影响。
因此，通过深入研究太空环境对人类的影响，可以为宇航员的适应和保护提供科学依据。
其次，宇航空间生物环境适应研究还涉及到人体生理和心理适应机制的探索。
太空环境下，宇航员的身体机能和心理状态都会发生变化。
身体上，骨骼和肌肉丧失、免疫功能下降、心血管系统负荷改变等会对宇航员的身体健康产生影响。
另外，长期在太空中生活还会导致大脑部分功能下降、注意力不集中、情绪波动等心理问题。
为了应对这些问题，宇航空间生物环境适应研究需要深入了解人体的生理和心理适应机制。
例如，通过研究骨骼和肌肉的变化机制，寻找能够减缓骨质疏松和肌肉丧失的方法；通过深入研究大脑机制，发展出适用于太空环境的训练方法来提高宇航员的认知和情绪调节能力。
最后，宇航航空空间生物环境适应研究还涉及到应对策略的研究。
在太空探索中，宇航员需要适应和应对太空环境的各种压力。
因此，制定科学合理的应对策略对于宇航员的生存和工作至关重要。
例如，针对微重力对骨骼和肌肉的影响，可以开展相应的锻炼计划，包括运动和营养补充等，以减缓身体机能丧失。
六年级语文阅读理解训练(一)-说明文阅读
阅读训练（一）开发太空资源宝库①许多人或许没有意识到，太空将逐步成为人类赖以生存的巨大的资源宝库。
目前研究已经知道，月球和其他行星上，存在着大量的铁、硅等资源。
而且，人类进入地球轨道和外层空间后会发现，资源不仅是人们传统意义上理解的矿藏，特殊的环境和条件也是人类可以利用的重要资源。
②高远的位置、空间微重力环境、强宇宙粒子射线辐射和高真空环境，就是这种地面所不具备的极其宝贵的资源。
③也就是说，高远位置也是一种资源。
人们都会有这种体会，站在地上只能看到眼前一点大的地方，站在高山上极目四眺，则“一览众山小”。
我们利用位置资源，已经发射了通信、气象和对地遥感卫星，促进了人类社会的进步。
④人之所以站在地球上而不会掉进茫茫太空，是由于重量和地球引力的存在。
而在太空中航天器里的物体，处于微重力状态，物体可悬浮空中飘忽不定。
空气、水受热后，不会出现上下对流的情况，比重不同的液体，可在一起和平共处。
这种奇特环境，对人类从事新材料加工，细胞、蛋白质晶体的生长与培养是十分有利的。
⑤我们每天呼吸的空气，其密度随离海平面距离的升高而减小，到达100公里以上的高度，已逐渐成为真空。
地球表面的大气层中，每立方厘米中合有10000兆个氮分子和氧分子，而在太阳系宇宙空间，纯净无污染，每立方厘米只有0．1个氢原子。
⑥另外，我们所居住的地球，被大气层包裹着。
这团大气层如同一张天幕，遮去了部分阳光，这张天幕被物理学家称为大气阻尼。
而宇宙空间充满着各种强烈的辐射，如银河宇宙线、大阳电磁辐射等，这将使种子、微生物以及各种细胞的遗传密码在排列上发生变化，从中会产生更有价值的新物质。
⑦40多年的空间研究向人们传递着这样的信息，外空资源是研究新材料、新工艺、新的微生物制品的绝妙实验场，是一座可源源不断掘出新物质的富矿。
1、文章第④段中的“奇特环境”是指，它对人类从事，是很有帮助的。
2、文章第⑤段运用了、的说明方法，第⑥段运用了、、的说明方法。
3、外层空间有哪些可供人类利用的资源？4、从写作角度看，文中哪两段的顺序需要调整?为什么?5、下列选项中不符合文意的两项是（）A．研究表明外空资源是一座等待人类开发的富矿。
微重力条件下流体流场行为研究
微重力条件下流体流场行为研究一、微重力条件下流体流场行为研究概述微重力环境对流体的流动特性有着显著的影响，这在航天器内部的流体管理、空间站的微重力科学实验以及未来的深空探测任务中具有重要的应用价值。
流体在微重力条件下的行为与地球上的常规流动有着本质的差异，因此，对微重力下流体流场行为的研究具有重要的科学意义和实际应用前景。
1.1 微重力条件下流体流场行为的核心特性在微重力条件下，流体的流动主要受到表面张力、粘性力和热毛细力等非重力因素的影响。
这些力的作用导致流体流场出现一些独特的现象，如液滴的形态变化、流体界面的不稳定性以及对流模式的改变等。
1.2 微重力条件下流体流场行为的研究意义微重力流体力学的研究不仅有助于我们深入理解流体在特殊环境下的基本物理过程，而且对于发展新的流体管理技术、优化空间实验设计以及探索宇宙中的流体现象等都具有指导意义。
二、微重力条件下流体流场行为的实验与理论研究微重力流体流场行为的研究主要依赖于地面模拟实验和理论模型的建立。
通过模拟微重力环境，研究人员可以在地面实验室中观察和分析流体的流动特性。
2.1 地面模拟微重力环境的实验方法地面模拟微重力环境的实验方法主要包括落塔、抛物线飞机飞行和中性浮力水槽等。
这些方法能够在有限的时间内提供接近于真实微重力条件的实验环境，为流体力学研究提供了重要的实验数据。
2.2 微重力流体流场的理论模型理论模型的建立是理解微重力下流体行为的关键。
通过数学建模和数值模拟，研究人员可以预测流体在微重力条件下的流动特性和行为模式。
这包括流体稳定性分析、对流模式的模拟以及流体界面动力学的研究。
2.3 微重力条件下流体流场行为的实验观察实验观察是验证理论模型和理解流体行为的重要手段。
通过高速摄影、粒子图像测速(PIV)技术和激光诱导荧光(LIF)技术等，研究人员能够直观地观察到流体在微重力条件下的流动细节。
三、微重力条件下流体流场行为的工程应用与未来展望微重力流体流场行为的研究不仅具有基础科学价值，而且在工程应用中也展现出广阔的前景。
微重力环境资源
◇ 供稿 五年级 周苑华 地球是人类的摇篮，但人类不能永远生活在摇篮里。每当夜晚仰望闪烁的 星空时，人们总是幻想着把自己的家园扩大到宇宙空间中去。随航天技术的发 展，这个幻想终于在1957年10月4日苏联第一颗人造卫星进入太空而成为现实。 1961年4月21日，苏联宇航员加加林首次遨游太空。1969年7月20日，美国宇航 员阿姆斯特朗登上月球，完成了人类探索太空的"三步曲"。 空间资源的开发 利用促进了人类社会的进步，改变了人们的观念和生活。大规模开发利用太空 资源，是21世纪人类拓展生存空间的有效手段。
太空是聚宝盘——太空中的宝藏
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空间环境 空间环境中蕴藏着极其丰富的空间资源，仅就地球引力和 地球卫星作用范围这一最小的外空领域看，高远的位置资源。航天器相对 于地球表面的高度是一种十分重要的资源。人站在地面上即使天气再好， 视野再开阔，充其量也只能看到几十千米的地方。乘飞机能看到方圆数十 千米，甚至数百千米的地方。站在珠穆朗玛峰上，能看到0·07％的地球表 面，在离地球 200千米轨道上的人造卫星，可以看到 14％的地球表面，在 距地面 35786千米的地球静止轨道上的航天器，则可以观察到 42％的地球 表面。这种位置是一种宝贵的资源，充分利用这种位置资源具有重要意义。
◇ 供稿 六年级 郑亦清
封面 上页 目录 下页 封底
太空是聚宝盘——高远几何位置资源
6
航天器相对于地球表面的高度是一种十分重要的资源。人站在地面上即使天气再好，视野再开阔， 目力所及也就是几十千米。乘飞机能看到至多是数百千米的地方。站在珠穆朗玛峰上，能看到0.07%的地 球表面，在离地球200千米轨道上的人造卫星，可以看到14%的地球表面，在距地面35786千米的地球静止 轨道上的航天器，则可以观察到42%的地球表面。这种几何位置是一种宝贵的资源。今天，人类发射到这 一高度的通信卫星、气象卫星等各类人造天体，为人类提供无与伦比的通信、气象、导航定位、对地观 测等各种服务，给信息社会插上了腾飞的翅膀。乘飞机能看到至多是数百千米的地方。站在珠穆朗玛峰 上，能看到0.07%的地球表面，在离地球200千米轨道上的人造卫星，可以看到14%的地球表面，在距地面 35786千米的地球静止轨道上的航天器，则可以观察到42%的地球表面。
微重力实验室：在太空中进行创新科研
1. 随着太空探索的不断推进，人类对于微重力环境下科学研究的需求也日益增加。
在地球上，由于重力的存在，一些物理和生物过程无法得到准确的研究结果。
而微重力实验室正是为了解决这个问题而应运而生的创新科研平台。
2. 微重力实验室，顾名思义，就是一个以微重力环境为基础的实验室。
在地球上，我们所处的重力环境会对实验的结果产生干扰，尤其是那些与液体、气体和生物体相关的研究。
然而，在太空中，由于缺乏重力的影响，这些实验可以更加准确地进行。
3. 微重力实验室的建立可以追溯到20世纪70年代，当时美国和苏联分别发射了他们的首个空间实验室。
随后，其他国家也纷纷加入到太空实验室的建设中来。
至今为止，国际空间站（ISS）已成为最大规模的微重力实验室，为科学家们提供了一个开展各种实验和研究的绝佳平台。
4. 首先，微重力环境可以帮助科学家们更好地理解液体的行为。
在地球上，液体受到重力的作用而形成表面张力和热对流。
而在太空中，没有重力的干扰，液体的行为变得更加复杂，科学家们可以观察和研究更多的现象，从而深入探索液体在微重力环境下的特性和变化规律。
5. 其次，微重力环境对于研究气体的行为也具有重要意义。
在地球上，气体受到重力的约束，容易形成浓度梯度和对流现象。
然而，在太空中，由于缺乏重力，气体的行为将完全不同。
科学家们可以通过微重力实验室，研究气体的扩散、混合和燃烧等过程，进一步拓展我们对气体物理学的认识。
6. 此外，微重力实验室还为生物科学领域的研究提供了独特的机会。
在地球上，生物体的发育和行为往往受到重力的影响，难以准确研究。
然而，在太空中，生物体可以在微重力环境下自由生长和运动。
科学家们可以利用微重力实验室，研究细胞分裂、植物生长、动物行为等生命现象，以及相关的医学和生物技术研究。
7. 此外，微重力实验室也为材料科学和工程领域的研究提供了独特的机会。
在地球上，由于重力的影响，许多材料的成分和结构无法得到准确控制。
而在太空中，由于缺乏重力的约束，科学家们可以研究和制备更加纯净、均匀的材料，从而提高材料的性能和应用范围。
微重力对人体机能的影响与分析
微重力对人体机能的影响与分析很多人认为，微重力只是外太空和国际空间站上的宇航员关心的事情，但实际上，微重力对人类身体机能的影响是一个值得关注的话题。
在这篇文章中，我们将探讨微重力对人体机能的影响以及分析这种影响可能产生的后果。
人类对微重力的适应能力对于长时间的太空任务，外太空的微重力将对宇航员的身体机能产生重大影响。
微重力环境下，人体适应能力会发生变化，特别是心血管系统及骨骼肌物质代谢水平等方面。
微重力环境下，血液循环系统将会发生变化，因为没有引力，血液将不再像在地球上一样自然向下流动，而是在身体中形成一种微小的环流。
这样对于人体的心血管系统将会产生较大的影响。
身体会用健康的方式来适应这种环境并因此产生一些适应策略，比如说，较大的左心室重量、更高的心脏输出量、较高的血容量等，这些策略对于人体适应微重力环境有重要作用。
另外一方面，骨骼肌的代谢变化将会影响一个宇航员的肌肉质量和力量。
微重力环境下，肌肉不再承受任何重力负担，而肌腱则需要维持身体的姿势和稳定，这样提高了对不断维持的神经、肌腱和肌肉的适应性，但这也会削弱肌肉质量和骨骼强度。
这会导致长时间外太空逗留的人们回到地球时骨质疏松等问题的发生。
在微重力环境下，一些其它身体机能也将受到影响，比如激素水平的改变、免疫力下降等，这将会对宇航员的健康产生负面影响。
研究人员正在寻找方法来增加逗留时间并减少对身体的影响。
微重力对人体机能的影响长期的太空任务已经证明，微重力环境对人体机能的影响是显著的。
人体适应微重力环境需要很长时间，而适应结束后，回到地球后要恢复正常可能需要更多的时间。
微重力环境下对牙齿的影响被证实是显著的，在外太空任务期间，牙齿龈病的发病率显著增加。
而这一结果可能与流体向评估器的静脉压力的变化有关，这是一种微重力环境下的常见表现。
除了牙齿以外，微重力还可能对肺功能产生影响。
实验表明，长期的微重力环境可能导致宇航员呼吸困难，这可能与肺功能下降有关。
空间站物理知识点总结高中
空间站物理知识点总结高中一、引言随着人类探索太空的步伐不断加快，空间站作为太空中的人类居住和工作场所越来越受到关注。
空间站具有特殊的物理环境，其物理知识点涉及辐射、重力、自由落体、气压等多个方面。
本文将从这些角度对空间站的物理知识点进行总结，以帮助高中学生更好地理解空间站的物理特性。
二、辐射空间站处于地球的轨道上，接受到太阳的辐射。
在空间中，辐射的特性会有所不同，这对空间站的运行和居住都有一定的影响。
1. 太阳辐射太阳是空间站最主要的能量来源。
太空中的太阳辐射比地球上的强度要大得多，因此空间站需要设计防护设施来减少太阳辐射对宇航员和设备的影响。
另外，空间飞行员在太阳辐射下工作时，需要注意防护眼部和皮肤，以免受到辐射损伤。
2. 宇宙辐射除了太阳辐射，宇宙中还存在其他类型的辐射，如宇宙射线、宇宙线等。
这些辐射对宇航员的健康有一定影响，长时间暴露在宇宙辐射下容易导致DNA损伤、变异、免疫系统受损等，因此需要进行有效的辐射防护措施。
三、重力在空间站中，由于处于微重力环境下，重力的特性也有所不同，这对空间站的运行和宇航员的工作有一定的影响。
1. 微重力空间站处于地球轨道上，受到地球引力的影响，但由于处于自由落体状态，宇航员和物体在空间站内感受到的重力几乎为零。
因此，空间站中的一些物理现象，如液体的表面张力、气体的扩散速度等，与地球上的情况有所不同。
在微重力环境下，液体的表面会变得更平滑、高度差不易形成。
此外，气体的扩散速度也会受到影响，这对空调系统的设计和运行都有一定挑战。
2. 重力对宇航员的影响由于长期处于微重力环境下，宇航员的身体会发生一些变化，如骨密度减少、肌肉萎缩等。
为了减少这些影响，空间站内会有特殊的健身设备和训练方案，帮助宇航员保持身体健康。
四、自由落体自由落体是物体受到重力作用下的运动状态，但由于空间站处于自由落体状态，自由落体的特性也会发生一些变化。
1. 零重力的特性在自由落体状态下，物体会沿直线匀加速下落，但由于空间站本身也在匀速运动，因此感受不到任何加速度，宇航员和物体都处于零重力状态。
太空站对航天医学与人类健康的影响研究
太空站对航天医学与人类健康的影响研究在人类航天活动中，太空站被认为是一个重要的研究平台。
太空站不仅仅是宇航员们居住的空间，它还提供了进行航天医学与人类健康研究的宝贵机会。
本文将探讨太空站对航天医学与人类健康的影响，并就相关研究进行讨论。
一、微重力环境对人体的影响在太空站中，宇航员们长时间处于微重力环境中，这样的环境与地球重力不同，对人体产生了一系列的影响。
首先，微重力环境会导致骨质流失，宇航员在太空中的长期停留会导致骨密度减少，增加骨折风险。
其次，微重力环境还会导致肌肉萎缩，宇航员的肌肉质量和力量都会减少，这对他们进行航天任务可能产生不利影响。
此外，微重力也会对心血管、免疫系统和其他生理系统产生影响，这些影响需要更深入的研究来了解。
二、航天医学研究的重要性太空站为航天医学提供了一个独特的环境，研究人员可以在这个环境下开展一系列的实验和观察，从而深入了解人体在太空中的表现和适应能力。
航天医学研究的重要性在于增进我们对人体生理学和疾病机制的理解，以及发展相应的治疗和预防措施。
通过研究太空中对人体的影响，可以提高生活在地球上的人们的健康水平。
三、太空站上的研究项目太空站上进行的航天医学研究项目丰富多样。
一方面，研究人员在太空站中可以观察和记录宇航员的身体变化，例如骨质流失、肌肉萎缩等。
通过这些观察，研究人员可以收集有关人体适应微重力环境的数据，进而提出相应的保护措施。
另一方面，科学家还可以在太空站上进行特定疾病和药物研究，以评估它们在太空环境中的疗效和副作用。
这些研究有助于改善航天员的健康状况，以及在地球上更好地应对人类常见病和慢性疾病。
四、太空站研究成果的应用太空站的航天医学研究成果不仅仅对宇航员的健康有着重要的意义，还对地球上的人类健康有着深远的影响。
例如，太空站上的骨质流失研究成果可以为地球上的骨质疏松症患者提供治疗方案。
此外，太空站上的免疫系统研究成果有助于我们更好地了解免疫系统的功能和弱点，从而开发出新的疫苗和治疗方法。
微重力环境对细胞内信号转导通路的影响
微重力环境对细胞内信号转导通路的影响常德【摘要】Microgravity environment is a stress and extracellular signal that affects cellular morphology and function through signal transduction system, thus leading to certain biological effect. At present, many signaling pathways have been reported to be involved in the regulation of cell function under microgravity environment, such as NF- K B signaling pathway, Notch signaling pathway, MAPK signaling pathway, HSP signaling pathway and so on, and these reports have laid a foundation for the molecular studies of cytolergy under outer space environment. The recent progress in the researches on intracellular signaling pathways affected by microgravity is herewith reviewed in present paper in the hope of providing references for understanding the cell activity in space environment, and to find the ways to alleviate the harmful effects causedby the microgravity environment.%微重力环境对细胞而言是一种应激刺激和胞外信号,可通过信号传导系统影响细胞的形态和功能,进而导致一定的生物学效应.目前已发现多个信号通路参与调节微重力环境下细胞的生命活动,如NF-κB、Notch、MAPK、HSP信号通路等,为太空环境下细胞活动的研究奠定了分子基础.本文综述近年来发现的受微重力影响的细胞内信号转导通路,为了解空间环境对机体病理生理变化的影响,寻找对抗微重力对机体不良影响的靶点提供参考.【期刊名称】《解放军医学杂志》【年(卷),期】2012(037)009【总页数】5页(P919-923)【关键词】失重;信号传导;细胞运动;地球外环境【作者】常德【作者单位】100853北京解放军总医院南楼呼吸科【正文语种】中文【中图分类】R852.2随着航天技术的进步，尤其是载人航天技术的发展和国际空间站的建成，空间生命科学已成为当前研究的热点领域。
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《空间技术概论》课程大作业题目：_____ _空间微重力环境________________姓名：____ _ __________学号：_____ ________授课教师：_______ ___ _ ___哈尔滨工业大学航空宇航制造工程系2015年4月25日空间微重力环境摘要：本文介绍了空间环境的类型、形成原因及其特点，空间技术国内外研究现状与发展趋势，其中主要介绍空间微重力环境效应及其对航天器的影响，以及空间微重力环境的地面模拟技术和模拟设备。
关键词：空间；微重力一．空间环境的类型、形成原因及其特点空间环境类型很复杂，包括：真空与高低温、磁、微重力、原子氧、等离子体、空间碎片与微流星体以及粒子辐射等。
根据空间存在的物质、辐射和力场的时空分布特性，太阳系内的空间环境大致可分为行星际空间环境、地球空间环境和（其他）行星空间环境。
1.行星际空间环境行星际空间是一个广阔的极高真空的环境，存在着太阳连续发射的电磁辐射、爆发性的高能粒子辐射、稳定的等离子体流（称太阳风）及其行星际磁场。
这里的环境形成主要受太阳活动的影响。
①太阳电磁辐射：太阳发射的电磁波范围从波长短于10埃的γ射线到波长大于10000米的无线电波。
辐射总能量的99.9%集中在 0.2～10.2微米波段内。
垂直于射线方向的单位面积上、在单位时间内所有波段的太阳总辐射能量称为太阳常数，其值约为0.137瓦/厘米或1.97卡/（厘米·分）。
②太阳宇宙线：从太阳表面爆发喷射出来的高能粒子的主要成分是能量在10兆电子伏和10兆电子伏之间的质子，称为太阳宇宙线。
太阳宇宙线在太阳活动的高峰年及其后的2～3年内出现的概率为最大，每年可达10次或者更多，每次爆发时的持续时间约为十几个小时到几天，在到达地球附近时，能量大于10兆电子伏的质子的最大瞬时通量可达 10质子/(厘米·秒)，一次爆发的总通量可达10质子/(厘米·秒),每年的总通量可达10质子/(厘米·年)。
③太阳风：在距太阳1个天文单位处,宁静太阳风的平均速度为320公里/秒，电子和质子的密度约为8个/厘米,质子的温度约为4×10K，电子的温度约为10K。
日面出现扰动时，太阳风也随之扰动，太阳风的速度有时超过1000公里/秒。
④行星际磁场：太阳自转和太阳风沿径向向外运动的结果使行星际磁场具有阿基米得螺线式结构。
磁场的主要分量在黄道面内，由几个扇形区组成。
在每个扇形区内，磁场的方向一致：全部向着太阳，或全部背着太阳，且相邻的两个扇形区内的磁场方向相反。
图1 磁层剖面示意图⑤银河宇宙线：来自宇宙空间的各种高能带电粒子，大部分是质子，其次是α粒子，还有少量其他各种原子核。
宇宙线高能粒子的能量很高，但通量很低，对航天器的影响很小。
⑥微流星体：在行星际空间存在着运动速度极高的非常小的流星体，称为微流星体。
它们的直径大多小于1毫米，质量大多小于1毫克，相对于地球的运动速度大多为10～30公里/时。
图2 太阳对空间环境的影响2.其他行星空间环境空间探测器已经探测到水星、金星、火星、木星和土星等的周围空间环境。
这些行星空间也存在着太阳电磁辐射、太阳宇宙线、银河宇宙线和微流星体等。
①水星：太阳系中靠太阳最近的行星。
水星上大气极稀薄，昼夜温差极大，白天太阳光直射处的温度高达700K，夜间为100K。
水星的磁场很弱，磁层很薄。
②金星：有极稠密的大气层，表面的大气压约为地球的90倍，主要成分是二氧化碳（占97%以上）。
由于大气的“温室效应”，金星表面的温度高达465～485°C，而且昼夜温差很小。
金星基本上没有磁场，没有磁层。
太阳风可以与电离层直接相互作用。
③火星：火星上的大气稀薄，主要成分是二氧化碳，约占95%。
表面大气压为750帕,表面温度有明显的日变化，火星的磁场很弱，磁层也很薄。
④木星：太阳系中最大的行星。
木星有浓密的大气，主要的成分是氢，大气温度很低，底部的气体已经液化。
木星具有很强的磁场，磁场与太阳风相互作用而形成很厚的磁层，磁层中有很强的辐射带，因而木星有很强的射电辐射。
⑤土星：土星的大气成分以氢和氦为主，并含有甲烷和其他气体，大气中漂浮着由稠密的氨晶体组成的云。
土星的大气温度比木星低。
土星有很强的磁场，磁层的范围比地球的磁层大千余倍，但比木星的小。
空间环境组成复杂，直接影响航天器的安全运行以及航天员的生命安全，对空间环境的研究十分重要。
二．空间环境技术国内外研究现状与发展趋势20世纪60年代, 人类的空间活动刚刚起步, 由于对空间环境及其特殊效应的不甚了解, 航天器在轨故障率很高。
随着航天活动的日益增多, 人们逐步认识到空间环境极其特殊效应对航天器寿命和可靠性的重要性。
美国NASA逐步建立了12个专业实验室和研究中心,专门从事空间环境效应、空间环境试验技术与空间环境防护技术研究。
同时美国在波音公司、洛克希德一马丁公司、麦克唐纳一道格拉斯公司、通用电器公司等工业部门及大学也建立了大批不同规模的空间环境试验研究中心。
欧空局(ESA)相继建立了ESETC、INTERSPACE、IABG等大型空间环境试验研究中心。
加拿大、英国等建立了自己的空间环境试验研究机构。
前苏联在莫斯科、萨马拉、新西伯利亚、及乌克兰的哈尔克夫等建立了4个空间环境试验研究机构。
日本在筑波宇宙中心建立了空间环境模拟与试验研究基地。
印度也建立了自己的空间环境试验中心。
迄今,世界各航天大国已在空间环境模拟技术、地面试验评价方法、飞行试验技术、环境效应机理寿命预示与可靠性分析、空间环境效应防护技术等方面投人了巨大的财力、人力,开展了广泛深人的实验研究工作,取得了大量研究成果,在促进航天器长寿命高可靠性技术发展方面发挥了非常重要的作用。
与国外相比,我国的空间环境极其特殊效应研究工作差距很大,主要表现在:(l)航天器空间环境试验与观测技术研究主要由型号牵引,专业推动发展十分欠缺,缺乏系统全面的规划;(2)空间环境效应在轨飞行试验监测技术十分落后,没有建立自己的空间环境数据库和模型;(3)空间环境试验新技术新方法研究很不够,技术储备很少;(4)空间环境极其特殊效应研究的队伍弱小,特别是缺乏高水平的领军人物。
航天五院空间环境工程试验组拥有的∅800空间综合辐照环境试验系统是国内第一台自行研制的空间环境综合效应模拟试验备,能够模拟空间中能电子、低能质子、近紫外、远紫外、等离子体、高低温和真空七种环境,可模拟轨道环境对航天器外露材料表面性能(太阳吸收率、光谱反射率、表面电阻率等)的退化效应。
具有环境真实、试验效率较高的特点。
该设备既可提供多种环境同时辐照,也能够提供单一环境试验。
空间碎片工程试验组拥有一门∅18mm二级轻气炮和激光驱动微小碎片加速器。
二级轻气炮是目前国际上用于在实验室模拟空间碎片超高速撞击特性的主要设备。
激光驱动加速器是国外近年来进行空间碎片超高速撞击试验研究的一种新方法,可发射毫米级、次毫米级和微米级的单个微小碎片, 也可或单次多颗发射。
该设备具有结构简单、发射成本低、没有化学污染和电磁干扰等优点,便于试验过程的参数测量和试验结果分析、容易和其他环境因素组成综合环境模拟设备。
通过调整激光功率和激光束直径,可以容易的改变发射碎的速度和尺寸,主要用于微米级碎片超高速撞击特性和累积损伤效应的研究。
图3 ∅800空间综合辐照环境试验系统图3 ∅18mm二级轻气炮空间环境对航天器的在轨正常工作和可靠性有着重要影响, 世界各国对空间环境及其效应研究都十分重视, 但是每年仍然有不少航天器因为空间环境的影响出现问题。
因此,要发展航天技术,确保航天器的长寿命和高可靠性,深人开展空间环境及其效应的研究是极为重要且绝不能忽视的。
NASA专家指出:空间环境工程技术的研究水平决定了一个国家空间技术所能达到的水平。
我国航天事业已经取得了重大成就,为了更长远发展，保证航天器长寿命、高可靠地稳定运行已经成为今后时期我国航天技术的主要任务。
加强我国空间环境效应与防护技术专业建设与发展,是实现我国由航天大国向航天强国跨越发展的必然选择,已刻不容缓。
三．空间微重力环境效应及对航天器的影响航天器在轨运行时会受到地球引力以外的各种干扰力的作用，达不到完全的失重状态，而是一种“微重力”环境。
“微重力”是对“失重”的偏离，其大小通过航天器所受到各种干扰力的加速度来度量，也称为微重力加速度。
干扰力来源包括多个方面，既有外界的固有摄动力，也有航天器系统内部的各种作用力。
大气阻力、太阳光压、重力梯度效应以及轨道机动、姿态控制、设备的运转和动作，还有乘员的活动，都会影响空间站上的微重力加速度水平。
根据干扰力的来源和性质的不同，可将微重力加速度环境分为三类:①准稳态加速度，②瞬态加速度，③振动加速度。
1) 准稳态加速度———通常指扰动频率小于0.01Hz 的微重力加速度，其幅度一般不超过510-n g 量级，其中n g 地球表面重力加速度，取9.8m/2s 。
这种加速度通常是航天器受外界固有摄动力影响造成的，主要来源于重力梯度、大气阻力和太阳光压。
这些因素产生的加速度可从理论上计算，其大小和分布主要取决于航天器的构型、质量特性、轨道高度和姿态等。
2) 瞬态加速度———由各种非周期性的瞬态干扰力所产生的加速度，其频率范围较宽，在数Hz 到数百Hz 之间，幅度通常可以到达510-n g 量级。
瞬态加速度的主要来源包括: 姿态和轨道控制时的推进力，交会对接与分离过程中的冲击力，机械部件运动( 如机械臂动作，开关舱门) ，乘员活动与训练等。
由于大部分瞬态干扰源具有随机性，加速度值无法通过理论计算得到，通过加速度仪进行在轨监测是比较有效的方法。
3) 振动加速度———周期性扰动的加速度，表现为在某些特征频率及其谐频上的正弦响应或衰减振荡，振荡频率范围一般在0.1～300Hz 之间。
振动加速度主要来自设备的机械振动，比如空间站上风扇、泵、压气机的工作，太阳翼、中继天线的转动，控制力矩陀螺的动作。
振动加速度幅度一般在610-～310-n g 量级范围。
微重力环境对航天器的影响:主要影响航天器交会对接，太阳能电池阵展开，机械系统运行以及对航天员生理功能的影响。
图4为神州九号微重力环境下交会对接示意图。
图4 神州九号交会对接示意图四．空间微重力环境地面模拟设备与方法1.落塔法落塔法是通过在微重力塔中执行自由落体运动,从而能产生微重力试验环境的一种方法。
目前美国、日本、德国等都建立了微重力塔, 能够实现410-～510-量级的微重力环境。
整个实验系统由内外两部分构成, 内部主要是内层实验舱和外层隔离舱, 外部主要为塔体和对下落舱的操作装置、释放机构、减速机构、提升机构及抽真空装置等。
图5为日本的JAMIC微重力模拟塔, 该塔是建在一个高710m的竖井中, 自由落体高度达490m,是世界上第一个具备10s微重力环境时间的落塔,最大负载500kg, 每天最多可以进行3次落塔微重力模拟试验。