NASA乘员健康防护措施项目证据报告——人工重力

摘要

对于探索级对抗措施来说，迫切需要完成的任务是将飞行中有限的可利用资源整合起来，来确认大量具体系统对抗措施的效果。早在人类太空旅行的设想阶段，已经提出了人工重力的概念，提出产生接近地球引力的环境是解决人工重力的最可靠方案。虽然从理论上可以通过几种方法来产生人工重力（例如使用恒定的线加速度或磁场），但就飞船的设计／工程成本来言，离心是最现实的技术。从生理学对抗措施的角度来看，一个很好的解决办法是在整个任务期间，连续地旋转乘员的座舱，产生人工重力，其重力水平足以模拟地球对骨骼、肌肉、心血管以及感觉运动系统的重力作用，其旋转速度低到对感觉运动协调和人为因素的影响甚微：其半径小到对心血管负荷重力梯度效应最小。另一种方法是通过旋转安置在座舱中的离心机，提供间断性的人工重力。这种方案可以提供间断性的重力，其重力水平实际上高于地球重力对骨、肌肉、心血管和感觉运动系统的作用，其旋转率高到足以影响感觉运动协调和人为因素，其半径短到足以产生真正的压力梯度。虽然从生理角度看，认为它不是一个十分有效的解决方案，但可以证明间断性人工重力还是有效的。并且工程成本和设计风险较低。迄今为止，连续或间歇人工重力对生理反应的好处还不很清楚，需要进行进一步的生理研究来确定重力水平的作用、旋转速度、重力梯度，以及暴露的频率和持续时间。需要注意的是连续火星暴露的生理反应也是未知的，如果事实证明在火星的重力作用下，可以引起生理功能失调，长期地停留在火星表面，也需要采用人工重力方法来保护航天员。