基于微重力环境下的“气包”控制定位

太空飞船的航天员在长时间太空旅行中是否会出现身体问题？一、太空飞船对身体的影响太空环境与地球环境相比存在很大的差异，这种差异会对航天员的身体产生一定影响。

首先，太空中微重力环境会导致航天员的肌肉和骨骼失去负荷，进而引发骨质疏松症和肌肉萎缩。

其次，太空环境中的辐射量较高，长期暴露于辐射中会增加患癌症等疾病的风险。

此外，太空飞船中的空气质量也可能对航天员的呼吸系统和免疫系统产生影响。

因此，在长时间太空旅行中，航天员面临着各种身体问题的挑战。

二、预防和解决问题的措施为了保障航天员在太空旅行中的身体健康，科研人员和太空机构采取了一系列预防和解决问题的措施。

首先，他们通过特殊的训练和运动计划来预防骨质疏松症和肌肉萎缩。

这些计划包括有氧运动、重力模拟设备和特殊饮食，以帮助航天员保持肌肉和骨骼的健康。

其次，科研人员还研发了一系列辐射防护设备，包括特制的太空服和舱内辐射屏蔽材料，以最大程度地降低辐射的影响。

此外，太空飞船中的空气质量也通过精密的过滤和循环系统进行控制，以确保航天员的呼吸和免疫系统的健康。

通过以上措施，航天员的身体问题得到了一定的缓解和解决。

三、航天员的身体适应能力尽管长时间太空旅行会对航天员的身体产生一定影响，但航天员的身体适应能力也是不可忽视的。

航天员可以通过适应训练来提高自身对太空环境的适应性。

这种训练包括在地球上进行的长时间床上休息、无重力环境下的模拟训练等，以帮助航天员尽快适应太空环境中的微重力、辐射和空气质量等变化。

此外，航天员在太空飞船中也会进行一定的体育锻炼，以增强身体的抵抗力和适应能力。

这些适应性训练为航天员在长时间太空旅行中保持身体健康起到了重要的作用。

结语在长时间太空旅行中，航天员是否会出现身体问题一直是一个备受关注的话题。

尽管太空环境对航天员的身体存在一定影响，但通过科学的预防和解决问题的措施，航天员的身体问题得到了一定的缓解和解决。

同时，航天员自身的身体适应能力也是保障身体健康的重要因素。

生命科学中的微重力实验及其应用在太空中，重力是非常微弱的，甚至可以达到微重力或零重力状态。

这种微重力环境是地球上无法实现的，因此在太空中开展微重力实验就成为了生命科学研究中的重要手段之一。

下文将着重介绍微重力实验在生命科学中的应用。

一、微重力实验的背景微重力环境下，生命活动的发生会发生一系列的变化，包括细胞分裂、细胞生长及分化等等。

由于地球重力的影响，细胞生长会受到限制，导致生长方向的偏移。

而微重力环境下，这些限制就会消失，细胞的生长方向就可以观测到与地球重力方向垂直的情况。

此外，细胞粘附、信号传导、蛋白质合成等等生命活动也会发生改变。

二、微重力实验的应用1.细胞生长微重力环境下，细胞生长方向与地球重力方向垂直，这就使得细胞在长轴方向上生长变得容易。

因此，微重力环境可以被用来帮助研究细胞生长的机制和细胞器的使用方式的变化。

例如，人类乳腺癌细胞在微重力环境下会显著增长，而未受微重力的细胞则不会出现这种现象。

该发现提示我们，微重力环境可以用来研究乳腺癌生长机制。

2.空气污染空气质量的下降成为了一个全球性的问题，如何评价空气污染对健康的影响是一个重要的研究方向。

微重力环境可以帮助科学家研究，不同环境下人体免疫系统的变化。

在微重力环境下，人体的免疫系统会发生弱化，因此科学家可以使用这一微重力环境来研究不同环境对人类免疫健康的影响，特别是对于空气污染影响的研究。

3.骨质疏松微重力环境可以模拟骨质疏松的发生，这种疾病是比较常见的老年病，需要康复治疗。

但由于重力的影响，地球上难以模拟骨质疏松的发生过程。

微重力环境可以帮助研究骨质疏松的机制，比如，科学家可以通过在微重力环境中观察骨骼形态和骨密度变化的方法，研究骨质疏松的预防和治疗。

4.抗微重力药物微重力环境对人体健康和生存具有很大的影响。

因此，开发和研究抗微重力药物就成为了生命科学中的重要方向之一。

科学家利用微重力环境可以发现新的抗微重力药物，帮助人们更好、更有效地适应太空环境，从而保证航天员的健康和生存的安全。

航天员在空间站里面怎么呼吸进入空间站，航天员们必须学会呼吸。

他们的呼吸方式有两种，一种是用口鼻呼吸；一种是用胸腔呼吸。

口鼻和胸腔的呼吸方式有两种：吸气时与口鼻紧密贴合，使二氧化碳浓度保持在相对较低水平；呼气时将二氧化碳排出，使二氧化碳浓度保持在较高水平。

在空间站内航天员使用不同气瓶呼吸时，其呼出气体又各有特点：有的呼出气体中含有一定量氧分子，为舱内空气提供氧气；有的呼出气体含有一定量二氧化碳，为舱内新鲜空气提供二氧化碳；有的呼出气体中含有一定量甲烷气体等。

每个气瓶都有独立编号，航天员可以在每一瓶中找到唯一编号、对应编号；每个气瓶都有气密性标识，着对应气瓶与舱外装置之间的空气压力和温度变化。

根据航天员出舱情况确定出气量和排气量。

其中最小呼气数量是指出舱前在舱外停留时间最长、出舱次数最多的一个气瓶气体最小通气数。

一、空气压缩机空气压缩机是由一个或多个带有空气的涡旋而产生的空气压力变化量和可调节的气体流量。

气压缩机的主要作用是使舱内的空气量保持稳定状态，同时利用其内部的压缩空气来减少呼气时的温度变化。

空气压缩机的气瓶用来为舱内各个房间提供所需的气体浓度。

当舱内二氧化碳浓度较高或者由于舱内通风不良需要增加耗氧量的时候都需要空气压缩机将二氧化碳压缩并排出体外。

另外需要注意的是空气压缩机的压力不能太高或太低，否则会造成系统损坏。

此外气压缩机不能频繁使用、避免过热现象发生。

1、供氧方式目前国际空间站上的供氧方式有两种，即自给自足和自产两种。

自给自足方式是指由空间站所在航天站将其所需要的氧气输送到各房间以供宇航员使用。

这种方式是目前国际空间站上应用最多的一种供氧方式，在美国和俄罗斯空间站上使用较多。

自产的形式指在空间站上的某个房间里空气的浓度是处于相对稳定状态的，所以航天员可以使用这种供氧方式来获得所需要的氧气。

自产方式一般只适用于氧气浓度在10%以内的时候使用。

由于这在整个航天飞行过程中非常重要，所以在太空站建立之初就需要不断增加供氧能力和氧气供应量。

航天器性能测试标准航天器性能测试一直是航天领域中至关重要的一环。

航天器在发射前需要经过全面的性能测试，以确保其在太空环境下的正常运行。

本文将就航天器性能测试标准展开探讨，内容包括普通测试流程、测试参数、测试方法等方面。

1. 性能测试流程航天器的性能测试流程主要分为三个阶段：地面测试、大气环境测试和太空环境测试。

1.1 地面测试地面测试是航天器性能测试的第一个阶段，旨在确保航天器在发射前的工作状态和各项性能指标符合要求。

地面测试主要涉及以下方面内容：(1) 电力系统测试：检测航天器电力系统的输出电压、电流、频率等参数，确保其正常工作。

(2) 通信系统测试：测试航天器的通信设备，包括发射和接收信号的性能，确保其正常通信。

(3) 控制系统测试：验证航天器控制系统的准确性和可靠性，包括各个航天器部件间的协调工作。

(4) 热控系统测试：检测航天器的热控系统，确保其能在各种温度和湿度环境下正常工作。

(5) 生命支持系统测试：测试航天器内的生命支持设备，如氧气供应、废水处理等，确保宇航员的生命安全。

1.2 大气环境测试大气环境测试是航天器性能测试的第二个阶段，主要是为了验证航天器在大气层中的工作状态。

具体测试项目包括：(1) 气动力测试：测试航天器在大气中的阻力、升力等参数，为后续姿态控制提供数据基础。

(2) 热通量测试：测试航天器在大气中的热通量，评估其热控能力。

(3) 振动测试：模拟发射过程中航天器所受到的振动力，确保其在发射时不会发生破坏。

1.3 太空环境测试太空环境测试是航天器性能测试的最后一个阶段，主要是为了验证航天器在真实的太空环境中的各项性能指标。

具体测试项目包括：(1) 微重力测试：测试航天器在失重环境中的各项性能，如燃料供应、姿态控制等。

(2) 射星测试：测试航天器在太空中受到射星时的反应，评估其对射星的探测和测量能力。

(3) 辐射环境测试：测试航天器在太空辐射环境中的抗辐射能力，以及其对航天员的辐射保护能力。

外太空中的微重力环境对人类身体的影响及应对策略随着太空探索的不断发展，人类在外太空中生活和工作的时间也越来越长。

然而，外太空中的微重力环境对人类身体产生了很大的影响。

本文将探讨外太空中微重力环境对身体的影响，并提出相应的应对策略。

一、外太空中微重力环境的影响1. 骨骼系统的影响在微重力环境下，由于身体不再承受地球引力，骨骼系统会发生明显的退化。

由于缺乏负重刺激，骨密度会逐渐减少，导致骨质疏松和骨折的风险增加。

2. 肌肉系统的变化缺乏地球引力的作用，肌肉在太空中容易萎缩和丧失力量。

尤其是身体重要的核心肌群，如腹肌和背肌，会明显减弱，从而影响身体的稳定性和运动能力。

3. 心血管系统的负荷在微重力环境下，心血管系统面临着新的挑战。

由于血液不再受到重力影响，流动性变差，导致体液分布不均，易发生头晕、胸闷等心血管问题。

4. 免疫系统的压力微重力环境下，人体的免疫系统受到一定影响，抵抗能力减弱，容易感染病菌。

这对长期在太空中生活和工作的宇航员来说，是一个巨大的问题。

二、应对策略1. 运动训练在太空任务中，宇航员需要参与特定的运动训练，以维持肌肉和骨骼的功能。

这些训练包括抗阻力性训练、有氧运动和平衡训练等。

通过运动训练，宇航员可以减缓肌肉和骨骼的退化速度。

2. 药物干预科学家们正在开发一些药物，以减轻微重力环境对人体的影响。

例如，研究人员正在研制钙离子增效剂，以增加骨骼的钙沉积；同时，他们还在研究免疫调节剂，以提高人体对抗病菌的能力。

3. 重力辅助设备为了减轻微重力环境对身体的负荷，科学家们还在开发重力辅助设备。

例如，引入特殊的运动机械，模拟地球上的重力环境，让宇航员的骨骼和肌肉得到适当的负荷刺激。

4. 饮食调整科学家们还研究了饮食对人体在微重力环境下的影响。

他们发现，增加蛋白质和维生素D的摄入，可以改善骨骼和肌肉的退化情况。

另外，饮食中的微量元素和抗氧化剂也对免疫系统的功能有所帮助。

5. 心理支持长时间在太空中生活和工作对宇航员的心理健康产生了很大的影响。

“不明觉厉”，天宫二号上的实验太空中与地面显著不同的环境条件，使得人类一旦将飞行器发射上天，总要想方设法携带一些仪器、材料进行科学实验。

我国的天宫二号也不例外，并且，它要开展的各类实验达到了史无前例的14项，涉及微重力基础物理、空间材料科学、空间生命科学等多个领域，其中两项由航天员直接参与操作，还有一项国际合作。

这让它成为我国史上实验任务最多的太空飞行器。

这些实验包括哪些内容，能对我们的生活产生什么影响？一起来看看其中的几个代表吧。

“小蜜蜂”探寻伽玛暴首先登场的是“小蜜蜂”，这也是此次天宫二号空间实验室上唯一的一项国际合作实验项目。

它的大名叫“天极”（POLAR），全称“伽玛暴偏振探测仪”。

科学家们之所以给它取了这个昵称，是因为这个仪器是由1600根塑料闪烁棒组成一个阵列，犹如1600个小眼组成一只蜜蜂的复眼。

从全名可知，这只“复眼”不是用来看一般的东西，而是用来探测宇宙中最闪耀的爆炸——伽玛暴。

宇航员王亚平在天宫一号内，为地球上的观众们表演了一回太空中的小实验。

伽玛射线是能量最强的电磁波，它的能量比可见光大几十万倍以上。

伽玛射线暴（简称伽玛暴）是来自宇宙空间的伽玛射线短时间突然增强的现象。

虽然伽玛暴的持续时间长者只有数百秒，短者更是不足数十毫秒，但释放的能量几乎抢了整个宇宙的风头，瞬时亮度甚至有可能胜过全宇宙其他天体的总和。

1997年12月14日发生一次伽玛暴，距离地球远达120亿光年，在50秒内所释放出的伽玛射线能量就相当于整个银河系200年的总辐射能量。

这次伽玛暴持续时间在一两秒内，其亮度与除它以外的整个宇宙一样明亮。

因此，人们把这样壮丽的景象，称为恒星最后的“生命之花”。

但这样的“生命之花”对真正的生命却会带来毁灭：伽马射线对生物有极强的杀伤力。

伽玛暴在宇宙中随时随地可能发生，对我们的影响有多大，取决于伽玛暴的距离。

如果发生在100光年内，且正好对准地球，事情就糟糕了。

有人认为，伽玛暴可能是导致地球4.5亿年前的奥陶纪大灭绝事件（第一次生物大灭绝）的原因之一，在那次事件中，85%的海洋生物灭绝。

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。

岭南师范学院第五届“挑战杯”大学生课外学术科技
作品竞赛评奖结果公布
根据《关于举办第五届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛的通知》（岭师团委〔2014〕212号）的文件规定，经过个人申报、二级学院初审排序、参赛团队现场答辩、学校学生课外学术科技活动专家评审委员会评定等环节，我校第五届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛评出一等奖8项、二等奖20项、三等奖40项、入围奖60项。

特此公布。

附件：获奖结果一览表
共青团岭南师范学院委员会
2015年9月21日
附件：获奖结果一览表
中单位多圆柱上星形映照子族齐次展开式的
中单位多圆柱上一类次殆星映照第四项齐。

空间微重力环境地面模拟试验方法综述微重力环境是空间科学研究的重要背景，也是宇航任务的重要组成部分。

构建真实的空间微重力环境需要多种系统技术的支持，但在大气中无法模拟。

模拟试验是弥补不足的一种重要方法，近些年来，地面模拟技术逐渐发展成熟，在空间微重力环境研究中发挥着越来越重要的作用。

本文就地面模拟技术在模拟空间微重力环境中的应用、研究现状及发展趋势作一综述。

一、地面模拟技术地面模拟技术是模拟空间微重力环境的重要手段，它的核心是通过外力的变化调节/去除重力，使模拟物体运动按照空间微重力环境的要求。

常用的模拟技术有弹力器技术、悬浮技术、共振技术、离心技术、重力相位技术等等。

1）弹力器技术弹簧技术是最常用的方法之一，它采用多腿弹簧来布置模拟物体，通过弹簧的多次调节来调整模拟物体的重力。

由于弹簧的受力极易过大，在模拟时需要采取一定的护措施。

2）悬浮技术悬浮技术是一种极其精确的技术，它可以将模拟物体悬浮在空中，然后通过精确的调节来实现微重力模拟。

但执行悬浮技术的过程很困难，需要考虑的问题比较多，适用范围也比较有限。

3)共振技术共振技术是一种模拟物体以振动的形式减小重力的技术，它利用电机振动，将模拟物体悬浮在空中，降低重力，实现微重力模拟。

但共振技术技术也存在运行灵敏度高，精度低的问题。

4）离心技术离心技术是利用模拟物体离心运动来模拟空间微重力环境的技术，它通过利用离心转速和轨道半径调节，使模拟物体在离心轨道的旋转中，不受其质量的影响。

但存在种种技术挑战，需要进一步深入研究。

5）重力相位技术重力相位技术是一种利用重力相位在空间微重力环境中进行精确调节的技术，它基于重力相位原理，将调节物体的重力控制在微重力环境中。

但相位技术也存在过于复杂的问题，技术实现较为困难。

二、空间微重力环境研究现状近年来，随着技术的发展，空间微重力环境的研究已经取得了显著的进步，可以模拟多种空间微重力环境，比如低重力、失重、微重力等。

这些模拟环境为空间任务的实施提供了可靠的依据和参考。

Topic Three 沸腾传热基础（Elements of Boiling Heat Transfer）本讲要点：本讲介绍池内沸腾传热与强迫对流沸腾传热基础。

给出了各种沸腾模式和流动工况下的典型关联式。

重点是针对诸如大池内的单管以及单根竖直圆管等简单几何条件进行介绍。

还介绍了一些世界问题，比如由于成核困难而导致的沸腾曲线的滞后、由于存在不溶性气体而产生的沸腾曲线迁移以及表面和流体污染等等。

还包括了微重力条件下的两相流动和传热问题。

1. Introduction 引言相变传热系数和锅炉与蒸发器设计中的压降因子等涉及到一些最为复杂的热-流体现象。

由于需求以及智力和知识上的挑战，这一领域内的研究在过去的五十至七十年间呈爆炸型增长趋势。

沸腾传热科学与技术所面对的是这样一个局面：总共有超过30,000篇出版物的文献，每年约50本教材和参考书，每年还有约1000篇论文出现。

显然，我们不再可能逐篇咀嚼甚至综述这些信息。

但是，设计者仍必须对传热和压降进行预测，需要掌握预测方法。

所采用的关系也不总是基于理论，但又必须有足够合理的精度。

因此，我们应当对物理现象和机理有一个较好的认识，从而能够合理地采用有关关联式，这一点十分重要。

本讲的重点将放在简单几何条件（如大池内的单管、单根竖直圆管等）下的传热特征介绍。

很多情况下，复杂几何结构（如：水平管束、多根竖直管道等等）下的关联式，都是建立于对简单构型的经验之上。

另外，本讲主要讨论纯净流体，至于混合物的沸腾及污垢等情况，可能的话，我们还会进行介绍。

沸腾过程在传统的恒定热流或恒定壁温的边界条件下响应是不同的。

前一边界条件主要与具有固定热耗散的系统有关，比如，电热锅炉或者核反应堆堆芯等。

这一情形也会发生在诸如电子加速器靶心或计算机芯片等高功率密度设备的液体冷却情况。

而恒壁温则见诸发生相变的两种流体的热交换器等情况。

但是在一些情况中，比如，化石燃料锅炉等，热流实际上也是恒定的。