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【太空中怎么称体重?航天员侧躺固定,背后其实是一道初中物理题】 神舟二十三号航

【太空中怎么称体重?航天员侧躺固定,背后其实是一道初中物理题】

神舟二十三号航天员最近在空间站里上演了一幕很有意思的画面,航天员侧躺并固定在专门装置上,队友在旁协助操作,其实他们正在太空里“称体重”。

问题来了,中国空间站处于微重力环境,航天员都能飘起来,普通体重秤显然没法用了。那么,航天员究竟是如何称出自己的体重呢?毕竟到了太空中,体重管理仍然是非常重要的。

办法其实来自我们上学时都学过的牛顿第二定律,也就是F=ma。物体的加速度与所受的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。

具体来说,航天员固定到质量测量仪上,装置提供一个已知的恒定作用力,同时测量航天员运动产生的加速度。有了F和a,反过来利用m=F/a,就能算出航天员的质量。

中国空间站使用的质量测量仪还在不断升级,2026年,神舟二十三号乘组已经对改进型在轨质量测量仪进行了测试。它要解决的不只是微重力问题,还包括人体不是刚体、姿态容易变化、人体质心难以准确确定等困难。

为什么航天员在太空还要这么麻烦地“称体重”?因为长期微重力会影响肌肉、骨骼以及人体代谢,身体质量变化也是健康监测的重要指标。

所以,看似简单的一次太空称重,背后其实浓缩了航天医学、精密测量和经典力学。