每个人都应该锻炼身体,但宇航员需要投入大量时间。他们没有受到地球引力的影响,而这通常需要他们的骨骼和肌肉整天工作才能站起来。在零重力下,人体会迅速失去大量肌肉和骨骼,因此严格的锻炼计划对长期健康至关重要。太空飞行期间的锻炼需要特殊的阻力设备,因为传统的健身器材在没有地球引力的情况下无法工作。OYO Fitness 创始人 Paul Francis 与 NASA 合作开发了一种适合在国际空间站使用的阻力锻炼设备。该锻炼设备最终成为 NASA 的衍生产品,即 OYO DoubleFlex 锻炼设备,它通过一个动作独特地将阻力施加到肌肉群的两侧,从而提高锻炼效率。DoubleFlex 也非常轻便且易于移动;该设备本身仅重 2 磅,但可提供高达 25 磅的阻力。spinoff.nasa.gov/Spinoff2018/hm_4.html
将总重量减轻 10-12%。 通过材料比较优化上控制臂。 降低零部件成本并提高车辆性能。 3. 力的计算 A. 静态条件 地球引力 W=mg 通过重心作用。它作用于轮胎和道路之间的接触面。为假设作用于车辆的边界条件,考虑了 SUV 的上控制臂。该 SUV 来自 TATA Motors,型号为 Safari。令 R 1 为前轴重量,R 2 为后轴重量。重量必须分为前轴重量和后轴重量。前轴占总重量的 52%,后轴占总重量的 48%。车辆总重量 = 2650 kg = 25987.6 N 因此,前轴重量 = 1378 kg = 13513.5 N 一个车轮的反作用力 = 1378/2 = 689 kg = 6756.8 N 因此,后轴重量 = 1272 kg = 12474.05 N
回顾刚刚过去的这个世纪所取得的众多辉煌成就,美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林于 1969 年 7 月登陆月球的壮举格外引人注目。在本世纪初,很少有人能想象人类飞翔,更不用说摆脱地球引力前往月球。也很少有人能想象世界会以如此快的速度从航空旅行发展到太空探索。事实上,当这个世纪开始时,莱特兄弟还在俄亥俄州代顿的自行车店里工作,试图设计一种可以飞行的飞行器。从 1903 年他们在北卡罗来纳州基蒂霍克海滩首次危险飞行到登陆月球,仅仅过去了 66 年。尽管他们的首次飞行只有 120 英尺,但它开启了一个新时代,为一个世纪的惊人技术进步奠定了基础。 1
回顾刚刚过去的这个世纪所取得的众多辉煌成就,美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林于 1969 年 7 月登陆月球的壮举格外引人注目。在本世纪初,很少有人能想象人类飞翔,更不用说摆脱地球引力前往月球。也很少有人能想象世界会以如此快的速度从航空旅行发展到太空探索。事实上,当这个世纪开始时,莱特兄弟还在俄亥俄州代顿的自行车店里工作,试图设计一种可以飞行的飞行器。从 1903 年他们在北卡罗来纳州基蒂霍克海滩首次危险飞行到登陆月球,仅仅过去了 66 年。尽管他们的首次飞行只有 120 英尺,但它开启了一个新时代,为一个世纪的惊人技术进步奠定了基础。 1
微重力研究的目的是研究通常被地球引力所隐藏的现象。因此,研究人员试图在地球上无法重现的微重力条件下获取数据。实验涵盖广泛的主题:基础物理学、物理科学、生命科学、材料科学、宇宙科学、技术实验、空间设备测试和载人航天任务准备。有几种方式可以进入微重力环境。从落塔、探空火箭和自动化太空舱到国际空间站,这些设备提供了开展科学实验的各种设施(见表 1)。在五种进入失重状态的方式中,只有抛物线飞行允许科学家在短时间内(通常从实验提案到实验执行大约需要一年)自行操作实验(最常用的是实验室型仪器),而无需将实验自动化、小型化或委托给宇航员等操作员。此外,在抛物线飞行过程中,研究人员可以多次重复实验并修改参数。飞机抛物线飞行
美国和更广泛的国际空间行动,超越了延伸到月球的Cislunar空间,有望延伸到火星和潜在的Aster Oids。最近,当时总统唐纳德·J·特朗普(Donald J. Trump)发布了一项行政命令,鼓励在太空中恢复和使用自然资源,从而批准了小行星和潜在的其他天体的商业采矿。4被某些人认为仍然是科幻小说的领域,在接下来的几十年中,在世界各地启动了地球引力领域之外的现实空间操作的概念化。与美国和本文的范围相关,(前)空军太空司令部于2019年发布了一项研究,概述了其“太空期货研讨会”的发现。这份报告是2060年空间的未来及其对美国战略的影响,推动了传统空间运营范式的范围和地图对新兴的空间经济体的潜在现实以及对国际秩序的变更。5
°C 摄氏度 AAIB 航空事故调查处 AIR 机载图像记录器 AMM 航空器维护手册 海拔高度 ANO 空中导航命令 ARIS 反共振转子隔离系统 ASB 警报服务通告 ASU 空中支援单位 ATC 空中交通管制 BEA 民航安全调查局 BFU 德国联邦航空局 C of A 适航证 C of G 重心 CAA 民航局 CAD 警告和咨询显示 CAP 民航出版物 CAVOK 云顶和能见度 OK(用于 VFR 飞行) CCTV 闭路电视 CDS 驾驶舱显示系统 CPDS 中央面板显示系统 CS 认证标准 CVR 驾驶舱语音记录器 DD 延期缺陷 DFDR 数字飞行数据记录器 EASA 欧洲航空安全局 EMM 发动机维护手册 EMS 紧急医疗服务 EOL 发动机关闭着陆 EU 欧盟 FADEC全权限数字发动机控制装置 FCDM 飞行控制显示模块 FCL 飞行机组许可 FDR 飞行数据记录器 FLI 第一限位指示器 FLIR 前视红外线 FLM 飞行手册 FRF 最后储备燃料 FSO 前座观察员 ft 英尺 英尺/分钟 英尺/分钟 g 地球引力加速度 GCH 格拉斯哥市直升机场
• 像商业航班一样常规进入轨道,航天飞机依靠自身动力运行,无需升空助推器 • 军用通信、导航、气象和监视卫星(“控制太空的国家将控制世界”] • 建造一台巨大的 96 英寸望远镜,运行在高空,不受大气层的扭曲影响,使天文学家首次能够看到附近恒星周围的行星,观察比通过地面望远镜看到的暗 100 倍的物体,也许还能探测到来自可见宇宙边缘的光,这将有助于我们理解进化和生命的起源 • 建造太空平台,甚至建造太空殖民地,由自己的政府、国旗和法律统治的太空国家 • 建造欧洲太空实验室 • 一个能够摧毁敌方原子弹的永久卫星网络 • 从太空返回原材料并从太阳中提取无限的能量 • 太阳极地任务 • 一场新的工业革命:开发不受重力影响的虚拟真空技术圈制造工厂,从而可以生产出大约 400 种合金,这些合金由在地球引力作用下无法成功混合的金属制成,而地球引力往往会将较轻的金属与较重的金属分离;制造出完美的滚珠轴承;稳定的泡沫;新型半导体材料晶体:以及在完全无菌条件下生产的超纯疫苗和药物。
太空生命科学实验的重要目的之一就是研究重力对生命的影响,因为生命始终受到地球引力的影响。在轨道运行的人造卫星和航天飞机上都进行过这样的实验。为了确定重力本身对轨道的影响,重要的是创造稳定的控制实验环境,其中其他参数(例如宇宙射线和电磁波)尽可能相同,并且只指定重力的影响。在地面实验中很难创造在轨实验条件,但在轨道实验室中创造重力更容易,可以确保更好的对比实验。为了在轨道实验室中创造重力环境,可以通过旋转部件产生离心力来创造重力。旋转直径越大越好,以减少科里奥利力和重力梯度的影响,但航天器可用空间有限。在国际空间站(ISS)的日本实验舱“希望号”中,有一个用于离心生命科学实验的轨道实验设施。该设施通过优化可用的实验室空间,拥有国际空间站中最大的旋转直径之一。该设施可以通过离心力产生小于 1G 的重力,这在地面设施中很难产生,并能长时间保持稳定。该设施还可以模拟相当于月球表面和火星的重力。三菱重工有限公司 (MHI) 开发了带有大型离心机(旋转半径:38 厘米)的实验设施,该设施自 2020 年以来一直在运行。本报告概述了该设施的开发和首次任务。| 1. 简介