作爲早期進入我國健身器材産業的(de)澳瑞特體育産業股份有限公司，從2006年開始便與中國的(de)航天事業結下(xià)了(le)不解之緣，一台台太空跑步機、太空自行車和(hé)抗阻訓練器的(de)研制、問世，爲中國航天員(yuán)的(de)飛(fēi)天提供了(le)健康保障，并在繼續進行新一代太空健身器材的(de)開發，爲航天事業做(zuò)出新的(de)貢獻。這(zhè)次，他(tā)們特别提供科普文章(zhāng)，揭秘航天員(yuán)太空鍛煉的(de)秘密。

太空鍛煉爲何必不可(kě)少

2021年4月(yuè)29日，22.5噸重的(de)中國空間站天和(hé)核心艙，從文昌航天發射場(chǎng)啓程飛(fēi)天，中國空間站建造進入實質性的(de)“施工階段”。核心艙作爲空間站的(de)主控艙段，既是空間站的(de)管理(lǐ)和(hé)控制中心，也(yě)是航天員(yuán)工作、生活的(de)主要場(chǎng)所。天和(hé)核心艙的(de)密封艙内配置了(le)工作區(qū)、睡(shuì)眠區(qū)、衛生區(qū)、就餐區(qū)、醫監醫保區(qū)和(hé)鍛煉區(qū)六個(gè)區(qū)域。

從空間站正式啓動建設開始，執行任務的(de)乘組在軌駐留時(shí)間一般要三個(gè)月(yuè)至半年以上。對(duì)于執行長(cháng)期太空任務的(de)航天員(yuán)來(lái)說，身體和(hé)心理(lǐ)的(de)健康狀況是一個(gè)不可(kě)忽視的(de)問題。

在失重環境下(xià)，身體會發生一系列适應性變化(huà)，最主要的(de)變化(huà)包括心血管系統的(de)改變、肌肉萎縮和(hé)骨丢失。因此，航天員(yuán)每天必須進行科學鍛煉，以對(duì)抗空間環境帶來(lái)的(de)負面影(yǐng)響。另一方面，航天員(yuán)返回地面後也(yě)需要重新适應地面上的(de)重力環境，因而在太空做(zuò)好鍛煉防護對(duì)于飛(fēi)行後的(de)恢複也(yě)具有積極的(de)意義。

空間站的(de)鍛煉設備就是根據一個(gè)乘組每天需要的(de)鍛煉時(shí)間和(hé)鍛煉強度研發制造的(de)，供航天員(yuán)鍛煉肌肉、心肺功能，促進中樞神經系統功能協調，維持失重環境下(xià)肌肉功能和(hé)骨骼力量，防止心血管功能失調、骨質脫鈣、骨質疏松和(hé)肌肉萎縮等，爲航天員(yuán)在空間站工作生活提供強有力的(de)體能鍛煉保障。

對(duì)于長(cháng)期生活在密閉環境下(xià)的(de)航天員(yuán)來(lái)說，鍛煉既是一項重要的(de)“任務”，也(yě)是疏解壓力、放松心情的(de)重要手段。

航天員(yuán)使用(yòng)的(de)太空健身器材有哪些奧秘

2012年6月(yuè)19日，航天員(yuán)劉洋首次在天宮一号上使用(yòng)自行車功量計進行了(le)鍛煉。此後，航天員(yuán)景海鵬、劉旺、聶海勝、張曉光(guāng)、王亞平、陳冬等相繼在天宮一号、天宮二号目标飛(fēi)行器中使用(yòng)太空健身車鍛煉，并嘗試在太空跑台上進行跑步。

圖：天工一号健身車

天宮一号健身車主要用(yòng)于航天員(yuán)的(de)下(xià)肢和(hé)心肺功能鍛煉，采用(yòng)電磁阻作爲阻力，兩側有類似于自行車的(de)腳蹬，整機大(dà)小有大(dà)約裝滿書(shū)的(de)書(shū)包一樣大(dà)，重量約8kg，通(tōng)過配置的(de)手持控制器可(kě)以調節阻力大(dà)小。

圖：天工二号跑步機

還(hái)記得(de)在天宮二号飛(fēi)行任務中景海鵬和(hé)陳冬太空跑步的(de)情形嗎？他(tā)們當時(shí)做(zuò)的(de)是束縛系統技術驗證。景海鵬和(hé)陳冬穿上束縛裝置，在天宮二号跑步機上試驗多(duō)次後，終于輕松自如地跑起來(lái)。天宮二号跑步機表面是類似于地鐵安檢時(shí)一排滾動的(de)圓形管，跑步面積約爲1000mm×500mm；束縛裝置是一種類似“背心”形狀的(de)裝置，在失重環境下(xià)，鍛煉者穿上它，可(kě)以将模拟的(de)重力加載到身上，通(tōng)過調節腰帶和(hé)胸前的(de)束縛帶長(cháng)度來(lái)調節束縛的(de)力的(de)分(fēn)配，可(kě)提供30～90kg的(de)“重力”，爲防止航天員(yuán)在太空失重環境中産生心肺功能減弱、血量減少、下(xià)肢肌肉萎縮、骨流失等問題，提供了(le)一種防護手段。

在“天宮一号”和(hé)“天宮二号”健身設備試驗驗證基礎上，我們在空間站天和(hé)核心艙的(de)鍛煉區(qū)，配置了(le)太空跑台、太空自行車等健身器材，以後還(hái)将在實驗艙配置微重力抗阻鍛煉裝置等體能鍛練設備，以全面滿足航天員(yuán)在軌鍛煉需求。

太空跑台的(de)跑步帶采用(yòng)類似坦克輪子一樣的(de)履帶式結構，履帶表面厚厚的(de)緩沖層可(kě)有效緩解跑步過程中對(duì)膝蓋的(de)沖擊。此外還(hái)配置了(le)模拟重力加載系統，可(kě)将航天員(yuán)與跑步機連成一體，加載系統力量可(kě)調，不同航天員(yuán)鍛煉時(shí)可(kě)選擇适合自身體重的(de)重力模拟；束縛背心配有緩沖氣囊，鍛煉起來(lái)更舒适。

跑步機設有被動跑步和(hé)主動跑步兩種鍛煉模式，被動模式由跑台帶動航天員(yuán)跑步，可(kě)進行各種不同運動處方的(de)選擇；主動模式由航天員(yuán)帶動跑台跑步，可(kě)自主進行不同阻力的(de)設置。跑台整體通(tōng)過減振系統與艙體連接。爲什(shén)麽要進行減振設計呢(ne)？跑步時(shí)，由于人(rén)體足底需要承受3—6倍自身體重的(de)沖擊力，會對(duì)空間站微重力環境産生嚴重負面影(yǐng)響。

試驗證實采用(yòng)科學的(de)隔振設計，能實現既保持跑台自身的(de)相對(duì)穩定性又減小跑步時(shí)的(de)負面影(yǐng)響，從而保證空間站上其他(tā)設備的(de)正常運行。控制系統可(kě)對(duì)鍛煉設備進行運動參數控制、調節以及運動狀态參數的(de)采集、顯示、傳輸，并通(tōng)過網絡與地面進行即時(shí)通(tōng)訊與信息交換，使跑台始終處于******運行狀态。

圖：太空自行車

與天宮一号健身車比較，太空自行車加大(dà)了(le)慣量儲備調節系統，增強了(le)航天員(yuán)鍛煉過程的(de)運動平穩性和(hé)舒适性。束縛系統也(yě)做(zuò)了(le)較大(dà)改進，配置了(le)扶手，增加了(le)背墊，鍛煉過程中雙手托住扶手、背部靠住背墊，更輕松、更舒适。

新一代的(de)太空健身器材将有何新突破

2022年，我國将發射試驗艙II，在艙内将配置微重力抗阻鍛煉裝置。在失重環境中，人(rén)體重力消失，産生力量的(de)肌肉和(hé)骨架失去用(yòng)武之地，肌肉會逐漸萎縮。抗阻鍛煉的(de)作用(yòng)就是使肌肉通(tōng)過克服阻力進行定時(shí)鍛煉，從而有效地對(duì)抗肌肉萎縮和(hé)骨丢失。微重力抗阻鍛煉裝置是一種類似于劃船器的(de)器械，主要用(yòng)于航天員(yuán)肌肉力量的(de)鍛煉，可(kě)進行劃船、深蹲、硬拉等基本體能鍛煉動作。阻力源采用(yòng)旋轉的(de)飛(fēi)輪，其工作原理(lǐ)類似于小朋友玩的(de)溜溜球，航天員(yuán)經過專業訓練可(kě)自适應調節阻力以滿足在軌鍛煉需求。

（文/澳瑞特體育産業股份有限公司 薛安虎）