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第八辑 宇宙2（第11页）

知识点：太空环境、航天服、高科技产品

为什么在太空中会发生失重现象

地球上的一切物体都受到地球的万有引力，这称为重力。

重力的大小随着高度的增加而迅速减小。

航天器在环绕地球运行或在行星际空间轨道上飞行时，它们远离地球和其他星球，自然处于失去重力的状态，这就是失重。

当然，失重并非绝对没有重力，只不过重力非常微小，所以失重也常称作微重力。

失重是太空环境一个十分重要的特性。

在失重状态下，人体和其他物体受到很小力的作用时就飘起来。

利用失重，能在太空进行某些地面上难以实现或不可能实现的科学研究和材料加工，例如生长高纯度大单晶硅，制造超纯度金属和超导合金以及制造特殊的生物药品等。

失重为在太空中组装结构庞大的航天器（空间站、太空太阳能电站等）提供了有利条件。

当然，失重也会对人体有一定的伤害，这主要是航天员会患上航天运动病。

这种病的典型特征是脸色苍白、出冷汗、恶心呕吐，有时还会出现唾液增加、上腹部不适、嗜睡、头痛、食欲不振和飘飘然的错觉。

长期失重还会导致人体骨质疏松和肌肉萎缩。

为了防止和减缓航天运动病，首先要在地面上就加强航天员的训练，增强体质；另外是在太空中重视体育锻炼，我们在电视上收看有关航天活动的实况录像时，经常可以看到，太空中的航天员正在运动器械上活动身体呢。

知识点：重力、失重、航天运动病

为什么在太空中会发生超重现象

在载人航天活动中，超重现象主要发生在航天器的发射和返回过程中。

为了把航天器送入太空，目前一般都采用多级运载火箭。

在第一级火箭开始燃烧时，由于整个火箭的自身重力很大，加速度是很小的，看上去是徐徐上升。

随着燃料的消耗，火箭重力逐渐减轻，加速度值逐渐加大，直到第一级火箭燃料耗尽，燃烧停止；接着是第二级火箭开始燃烧，重复上述过程；最后是第三级火箭的燃烧和加速。

经过这样三次的加速过程，一般可把载人航天器加速到第一宇宙速度（7．9千米／秒），进入绕地球的太空轨道。

在这个加速过程中，载人航天器上的设备和其中的航天员，自身的重力都会相应地增大许多，而处于超重状态了。

同样道理，载人航天器在完成任务从太空返回地面时，也会出现超重现象。

返回前，载人航天器的返回舱先把底部朝前，然后利用反推火箭减小速度和降低轨道高度。

在进入大气层时，因受空气的阻力而逐步减速。

刚开始时，因高层大气密度很小，减速值很小；随着高度的降低，大气密度逐渐增加，阻力逐渐加大，减速值也逐渐加大，并在达到最大值后开始减小，形成一个半正弦的曲线。

因此，在返回过程中，载人航天器及航天员，将第二次进入到超重状态。

随着航天技术的提高，延长了火箭的加速过程，火箭发射时的加速度已下降到地面重力加速度的5倍；而返回时的超重也大大减小。

航天飞机条件更好了，发射时超重峰值只相当于3倍重力加速度，返回时采用了滑翔式飞机般地载入，超重峰值不到重力加速度的2倍，一般健康的人都可以承受得了。

过大的超重对航天员的身体十分不利，因为人的体重突然增加了许多倍，无论是对心血管系统，还是对呼吸功能，以及人的工作效率，都会造成不良的影响。

人能忍受超重的能力总是有限的，为了最大限度地减小这个影响，人们在载人航天活动中对超重采取了一些防护措施。

知识点：超重、重力、加速度

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