太空

2020/4/28 14:58:43

太空知识

太空中为何会失重

人一旦到了太空，便会出现始终现象，很多人认为是太空没有和地球一样万有引力，也就是所谓的重力，但实际上，太空中是有重力的，那么，既然有重力，到底太空中为什么会失重呢?太空中失重的原因是什么?我们来看看科学家怎么回答的。

太空中为什么会失重太空中失重的原因是什么

太空中的失重来自于航天飞机和空间站在轨道上运动的离心力，这些作用于航天飞机和宇航员身上的离心力恰好与地球的引力相等，且方向相反。

因此，航天飞机与和平号空间站就都不会掉到地球上。必须在与地球保持应有距离的轨道上以准确的设定速度运行，以便使地球的引力与航天飞机在轨道上运行所产生的离心力相当。重力是由于地球的引力与离心力的矢量差产生的。

当宇航员在太空绕地球匀速旋转时，地球对宇航员的引力与旋转产生的离心力大小相等，方向相反，所以宇航员感觉不到任何重力的存在，这就是完全失重，有时简称失重。

失重的不利影响很大，失重除了导致宇航员骨质损失外，还会导致宇航员肌肉松弛，免疫力下降和衰老。引发多种空间运动病，近20年载人航天史上，空间运动病频繁发生。

关于失重的原理：

失重，是指物体失去了重力场的作用，当物体处于失重状态时物体除了自身重力外，不会受到任何外界重力场影响。

所谓重力，是物体所受地球的引力的一个分力(大小几乎等于引力)。引力的大小与质量成正比，与距离的平方成反比。就质量一定的天体来说，物体离它越远，所受它的引力越小，即重力越小，在足够远的距离上，它的引力可以忽略不计。但宇宙中不只一个天体，众多天体的引力会形成一个引力场。因此，太空不会是失重环境。当然，就局部地区来说，如在地月系统中，只考虑地球与月球的引力，在地球与月球之间的某些点上，地球与月球的引力相互抵消，重力为零。在日地之间也有引力平衡点。绕地球飞行的载人飞船，离地面一般只有几百千米，那里的太空当然不会是零重力环境，即使在36000千米高空绕地球飞行的航天器，其周围太空也不会是零重力，而只能是轻重力，即重力比地球表面上小(几乎可以忽略不计)。利用飞机作抛物线飞行或利用自由落体原理设计的失重塔只能提供短暂的失重感。航天器在环绕地球运行或在行星际空间航行中处于持续的失重状态。

在环绕地球运行的轨道上，实际上只有航天器的质心处于零重力，其他部分由于它们的向心力与地球引力不完全相等而获得相对于质心的微加速度，这称为微重力状态。航天器上轨道控制推进器点火、航天员的运动、电机的转动以及微小的气动阻力等都会使航天器产生微加速度。因此，航天器所处的失重状态严格说是微重力状态。航天器旋转会破坏这种状态。在失重状态下，人体和其他物体受到很小的力就能飘浮起来。长期失重会使人产生失重生理效应。失重对航天器上与流体流动有关的设备有很大影响。利用航天失重条件能进行某些在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，制造超纯度金属和超导合金以及制取特殊生物药品等。失重为在太空组装结构庞大的航天器提供了有利条件。

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太空中可以使用天平吗太空中可以用天平测质量吗

太空中可以使用天平吗

我们知道，太空中并不像地球，可以让人和食物达到一个平衡状态，如果你在太空中，很有可能会失重，难以使身体平衡站立。那么，如此情况下，太空中可以使用天平吗?太空中可以用天平测质量吗?下面我们一起来了解。

太空中可以使用天平吗太空中可以用天平测质量吗

不可以使用。因为太空失重，两边的显示为0，没法测量。

太空中的失重来自于航天飞机和空间站在轨道上运动的离心力，这些作用于航天飞机和宇航员身上的离心力恰好与地球的引力相等，且方向相反。

天平秤怎么测量：

天平秤是一种用来称质量的工具，一端是砝码，放在天平的一端作为重量标准的金属块或金属片，大小不一，各有一定重量;另一端有一个托盘，用来放置被称的物品。

工作基准组及标准砝码通常分为千克组(1～20kg)、克组(1～50g)和毫克组(1～500mg)，根据需要还可以有微克组或其他种砝码组合(如在台秤上采用的增砣组)。

砝码的组合形式通常有 5、3、2、1，5、2、2、1和5、2、1、1。使用时，不能用手捏，只能用镊子夹。

天平秤一般用于科研机构、学校实验室、药店等场所，用来称一些小计量物品。

左、右托盘、底座、横梁(含平衡螺母)、分度盘、指针、标尺、游码。

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太空中有浮力吗

很多人从一些太空视频中，看到宇航员们是漂浮的，所以便认为太空中有浮力，但实际太空中有浮力吗?到底物体在太空中是否受浮力?其实，太空中的受力并非你所认为的那样，就算是飘着的，也不代表没有重力，更不代表有浮力。下面我们一起来了解相关情况。

太空中有浮力吗物体在太空中是否受浮力

太空没有浮力。太空中是真空，没有液体和气体，所以没有浮力。

浮力的产生物体上下表面由于处于液体(或气体)的深度不同，受到液体(或气体)的压力也不等，下表面受到的向上的压力大于上表面受到的向下的压力，这两个压力之差形成了浮力。浮力的大小与物体排开的液体(或气体)的多少密切相关。

以浸在液体中的物体为例，由于液体会产生压强，而且压强随深度增加而变大，且液体内部向各个方向都有压强，因此物体下底面受到的液体向上的压力较大，上底面受到的液体向下的压力较小，物体上、下底面的压力差即表现为竖直向上的浮力。侧面所受到的压力相互抵消。

浮力与物体浸入液体中的体积和液体的密度有关。与物体在液体中的深度、物体的形状、质量、密度、运动状态等因素无关。

浮力定律：

公元前245年，赫农王命令阿基米德(Archimedes)鉴定一个皇冠。赫农王给金匠一块金子让他做一顶纯金的皇冠。做好的皇冠尽管与先前的金子一样重，但国王还是怀疑金匠掺假了。

他命令阿基米德鉴定皇冠是不是纯金的，但是不允许破坏皇冠。这似乎是件不可能的事情。在公共浴室内，阿基米德注意到他的胳膊浮到了水面上。这时他脑中闪现出一丝模糊的想法。他把胳膊完全放进水中全身放松，这时胳膊又浮到水面上。

他站了起来，浴盆四周的水位下降;再坐下去时，浴盆中的水位又上升了。

他躺在浴盆中，水位则变得更高了，而他也感觉到自己变轻了。他站起来后，水位下降，他则感觉到自己重了。一定是水对身体产生向上的浮力才使得他感到自己轻了。

他把差不多一样大的石块和木块同时放入浴盆，浸入水中。石块下沉到水里，但是他能感觉到石块变轻了。而且，他必须要向下按着木块才能把它完全浸没水中。这表明在下沉的情况下，浮力与物体的排水量(物体体积)有关，而不与物体重量有关。相同质量下，物体在水中感觉有多重一定与它的密度(物体单位体积的质量)有关。

阿基米德因此找到了解决国王问题的方法，问题关键在于密度。如果皇冠里面含有其他金属，它的密度会不相同，在重量相等的情况下，这个皇冠的体积是不同的。

把皇冠和等重的金子放进水里，结果发现皇冠排出的水量比金子的大，这表明皇冠是掺假的。

最重要的是，阿基米德发现了浮力原理，即浸入静止流体中的物体受到一个浮力，其大小等于该物体所排开的流体重量。

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杨利伟称太空有诡异敲击声

导语：太空有诡异敲击声：杨利伟，中国进入太空的第一人，在中国可谓是无人不知，无人不晓。而他在太空做了什么，看见什么，听见什么，自然是大家颇为关注的。日前，据报道，杨利伟说，他在太空碰到一个原因不明的情况，就是时不时出现的敲击声，敲击声不管白天还是黑夜毫无规律。对此不少网友脑洞大开，想起了歌词“是谁在敲打我的窗”。

杨利伟当年飞天成功，引起了无数的赞美，这也让我们中国人很值得骄傲。但是杨利伟自述：“我在太空碰到一个原因不明的情况，就是时不时出现的敲击声”。这种敲击声不管白天还是黑夜毫无规律可言。

杨利伟自诉太空有诡异敲击声

不是外面传进来的声音，也不是飞船里面的声音，而仿佛是谁在外面敲飞船的船体。无法准确描述它，不是叮叮的，也不是当当的，而是更像拿一个木头锤子敲铁桶，咚……咚咚……咚……。

因为飞船的运行一直很正常，我并没有向地面报告这个情况。但自己还是很紧张，因为第一次飞行，生怕哪里出了问题。每当响声来的时候，我就趴在舷窗那里，边听边看，试图找出响声所在，却没能发现什么。

在神舟六号和神舟七号飞行时，这个声音也出现了，但我告诉他们：“出了这个声儿别害怕，是正常现象。”由于从来没有人体验过，所以我在飞行过程中经历的好多心惊肉跳的瞬间，等回到地球后分析，发觉其实并不复杂。虽说航天员的心理素质高于常人，但说实话，那时还是会本能地紧张。

延伸阅读：杨利伟是中国进入太空的第一人。男，汉族，辽宁省葫芦岛市绥中县人，大学文化程度，中国共产党党员，中国人民解放军少将军衔，特级航天员。他历任中国航天员科研训练中心副主任，载人航天工程航天员系统副总指挥，现任中国载人航天工程办公室副主任。

危险

导语：太空中飘浮的人造卫星碎片、漆片、粉尘被称之为太空垃圾。太空垃圾又称空间碎片或轨道碎片，是宇宙空间中除正在工作着的航天器以外的人造物体。太空垃圾不仅给航天事业带来巨大隐患，而且还污染了宇宙空间，给人类带来灾难。美国宇航局的科学家估计，在接近地球的空间环境，有超过7000吨的废弃物质，它们以每秒10公里的速度飞行，比发射出去的子弹还快，这意味着人造卫星或航天器即使被像沙粒大小的碎片撞击，都可能带来灾难性的后果。

太空垃圾：绕着地球飞行的空间碎片超过50万个，要如何处理这些可能会造成太空撞击事件的“空间垃圾”，需要科技，也需要高度的想象力。

危险的空间垃圾

报道称，这些所谓的“空间垃圾”包括运载火箭残体、废弃的航天器以及碰撞解体的航天器碎片等等，它们不仅对在轨道飞行的航天器带来威胁，也可能危及地面的生命财产安全。

美国智库兰德公司2010年就轨道碎片问题发表报告指出，虽然在空间活动的各方都认识到空间垃圾的危险性，但恐怕要等到真正的空间灾难事件发生之后，才会认真投资，寻找解决方案。

在这方面，美国宇航局赞助了一些比较小规模的科技发展项目，但还没有支持示范或实际操作的任务。一个宇航和国防分析师指出，没有一个专门负责这种问题的特定组织，这几乎是个烫手的山芋问题。

美国宇航局的创新先进概念项目，赞助了十三个有潜力的发明，其中针对“空间垃圾”的概念由南加州洛杉矶的航太公司，一个非营利组织所提出。

薄膜航天器

航太公司发展一个名为“薄膜航天器”的概念，这个像纸张一样薄的航天器有一米见方，非常轻盈，容易操作，而且节省燃料。简单的说，就像一张在空间飞行的高科技塑料膜，当几千个薄膜航天器被发射到地球轨道，它们可以网罗飞行中的空间垃圾，把它们拽入大气层里烧掉。

报道称，这个薄膜航天器的构想还在初步的理论阶段，研究员认为，这是清理空间垃圾的一个相当廉价的方式，在发射以前，先把有记录的空间垃圾的资讯上传到航天器，利用GPS导航，把薄膜航天器送入正确的轨道，一旦距离目标200米之内，航天器上的光学和无线电频率传感器将锁定目标，帮助航天器贴近并“抓住”目标的飞行碎片，航天器内建的推进器此刻启动，把碎片拖到较低的轨道，让它在进入大气层时焚毁。

起步面临挑战

报道称，这个构想的理论很动听，然而，要实际创造一个超薄航天器势必面临很多挑战。研究员已经选出现有的一些可以改用在薄膜航天器上的科技，包括薄膜太阳能电池和超薄相机等等。航太公司在完成第一阶段九个月的研究后，将申请宇航局的第二阶段的资助，进行薄膜航天器的零组件的构建和测试。

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