中國(guó)空間站中，有一處特殊的角落——航天員專屬的太空健身房，守護(hù)他們健康，助力航天任務(wù)的順利完成。今天，就讓我們一起看一看為航天員們專屬定制的“健身科技”！
太空航天健身器材的“前世今生”
早期的航天任務(wù)中，由于對(duì)太空環(huán)境下人體變化的認(rèn)知尚淺，以及技術(shù)條件的限制，航天員們?cè)谔罩械腻憻捲O(shè)備十分簡(jiǎn)陋。最初，僅僅是一些簡(jiǎn)單的彈性繩索和手動(dòng)操作的小型器械，供航天員進(jìn)行最基本的肢體活動(dòng)，防止肌肉過快萎縮。這些器械遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足長(zhǎng)期在軌航天員的健身需求。
隨著航天探索的逐步深入，科學(xué)家從地球健身房汲取靈感，結(jié)合微重力環(huán)境的特殊挑戰(zhàn)，工程師們開啟了艱苦卓絕的研發(fā)之路。一些初具雛形的專業(yè)健身器械登上太空舞臺(tái)，如第一代太空自行車，雖然功能相對(duì)單一，卻邁出了重要一步。經(jīng)過無數(shù)次的改進(jìn)、試驗(yàn)，如今的太空健身房已配備了琳瑯滿目的高科技器材，為航天員們打造出一個(gè)全方位的健身天地。
微重力下的健身布局
太空健身房在空間站中的布局大有講究?？紤]到微重力環(huán)境下物體極易漂浮，其擺放位置首先要靠近生活區(qū)，這樣既能節(jié)省航天員往返的體力，又能讓他們?cè)诜泵Φ娜粘讨斜憬莸亻_啟鍛煉模式。同時(shí)，它又相對(duì)獨(dú)立，與科研、生活等其他功能區(qū)域有效隔離，避免健身過程中器械的震動(dòng)或人員的活動(dòng)干擾到精密儀器的運(yùn)行以及航天員的休息。
航天員們?cè)谔战∩矸恐绣憻?/p>
由于沒有重力束縛，物品不會(huì)自然“歸位”，因此健身房?jī)?nèi)部采用了大量特制的固定裝置。墻壁和天花板上布滿了多功能掛點(diǎn)與軌道，既能穩(wěn)穩(wěn)地固定大型健身器械，防止它們?cè)谖⒅亓ο码S意飄動(dòng)，又能在航天員鍛煉時(shí)提供額外的借力支撐點(diǎn)，幫助他們更好地完成動(dòng)作。可折疊、嵌入式的存儲(chǔ)設(shè)備巧妙地隱藏在各個(gè)角落，用來收納小型健身配件，如彈力帶、特制啞鈴等，不使用時(shí)完全不占空間，需要時(shí)又能迅速展開，讓有限的空間得到了最大化的利用。
新奇健身器械大揭秘
（一）太空自行車
太空自行車的原理與地面健身房中的自行車相仿，航天員坐在上面，身體通過特制的束縛裝置與座椅、踏板、把手緊密貼合，確保在無重力環(huán)境下不會(huì)飄起，發(fā)力姿勢(shì)穩(wěn)定順暢。這種坐姿并非隨意設(shè)定，而是依據(jù)人體工程學(xué)原理，經(jīng)過反復(fù)測(cè)試調(diào)整，既能保障鍛煉效果，又最大程度減輕了航天員身體的不適感。
航天員在太空自行車上鍛煉
不同于地面自行車依靠車輪與地面摩擦力調(diào)節(jié)阻力，太空自行車?yán)秒姶鸥袘?yīng)原理，通過改變磁場(chǎng)強(qiáng)度，精準(zhǔn)模擬出不同的騎行難度，從平坦的“太空公路”到陡峭的“星際爬坡”，應(yīng)有盡有。配合上顯示屏實(shí)時(shí)反饋的騎行速度、距離、消耗熱量等數(shù)據(jù)，航天員既能有效鍛煉下肢力量與耐力，又增添了鍛煉的趣味性。
（二）太空跑臺(tái)
太空跑臺(tái)是幫助航天員保持奔跑狀態(tài)的神器。底部的彈力裝置巧妙地模擬地球重力對(duì)人體的牽拉，當(dāng)航天員踏上跑臺(tái)邁出步伐時(shí)，每一步都能感受到近似地面的反作用力，讓腿部肌肉群像在地球上一樣正常工作，有效對(duì)抗微重力導(dǎo)致的肌肉萎縮。
智能調(diào)速系統(tǒng)更是時(shí)刻關(guān)注著航天員的身體狀況。通過連接航天員身上佩戴的心率監(jiān)測(cè)儀、呼吸傳感器等設(shè)備，實(shí)時(shí)采集生理數(shù)據(jù)，并結(jié)合預(yù)設(shè)的訓(xùn)練計(jì)劃，自動(dòng)調(diào)整跑步速度與坡度。如果航天員心率過快，跑臺(tái)會(huì)適時(shí)放緩速度，確保運(yùn)動(dòng)安全；當(dāng)航天員狀態(tài)良好時(shí)，又會(huì)適當(dāng)增加難度，助力他們挑戰(zhàn)自我，達(dá)成最佳鍛煉效果。
（三）微重力抗阻裝置
微重力抗阻裝置為航天員提供全身力量訓(xùn)練。它配備了各式各樣的配件，從彈力繩、拉環(huán)到特制啞鈴等等。彈力繩利用自身的彈性形變產(chǎn)生阻力，航天員通過拉伸、扭轉(zhuǎn)等動(dòng)作，鍛煉手臂、背部、腹部等多個(gè)部位的肌肉，彌補(bǔ)了微重力下傳統(tǒng)重力負(fù)荷缺失的問題。特制啞鈴則采用了特殊的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。內(nèi)部填充有高密度但質(zhì)量相對(duì)較輕的材料，既保證有足夠的阻力，又不會(huì)因過重而在微重力環(huán)境下難以操控。啞鈴表面還帶有防滑紋理與固定抓手，方便航天員抓握，防止脫手飄飛。更厲害的是，裝置內(nèi)置了高精度傳感器，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)航天員的力量輸出，將數(shù)據(jù)傳輸至控制臺(tái)，科研人員依據(jù)這些反饋，為每位航天員量身定制訓(xùn)練方案，確保全身力量均衡發(fā)展，以應(yīng)對(duì)太空任務(wù)中的各種挑戰(zhàn)。
航天員們?cè)谔斟憻?/p>
為什么要設(shè)置太空健身房呢？
太空健身房絕非僅僅是航天員們休閑鍛煉的場(chǎng)所，它實(shí)實(shí)在在地承載著保障航天任務(wù)成功的重任。長(zhǎng)期處于微重力環(huán)境下，航天員的身體會(huì)面臨諸多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，肌肉萎縮、骨質(zhì)流失等問題如影隨形，如果不加以干預(yù)，將嚴(yán)重影響他們執(zhí)行任務(wù)的能力，甚至危及生命健康。
而太空健身房的各類器械與精心設(shè)計(jì)的訓(xùn)練計(jì)劃，幫助航天員們通過規(guī)律的鍛煉，減緩肌肉萎縮速度，增強(qiáng)骨質(zhì)密度，維持心血管、骨骼、肌肉等系統(tǒng)的正常機(jī)能。如此一來，航天員們才能在空間站內(nèi)靈活自如地操作各類復(fù)雜儀器，順利完成出艙行走、設(shè)備安裝維護(hù)等高強(qiáng)度任務(wù)。當(dāng)遇到突發(fā)緊急情況時(shí)，強(qiáng)健的體魄更是讓他們擁有迅速反應(yīng)、應(yīng)對(duì)危機(jī)的能力，為航天任務(wù)的安全穩(wěn)定推進(jìn)保駕護(hù)航，確保中國(guó)航天事業(yè)向著星辰大海穩(wěn)步邁進(jìn)。
除此之外，太空健身房還充當(dāng)了航天員們重返地球后的“重力緩沖墊”。經(jīng)過長(zhǎng)期太空飛行的航天員們返回地面時(shí)，往往需要攙扶才能站立，而太空健身房中的設(shè)備可以幫助航天員們模擬地球重力加速度，增強(qiáng)心臟泵血功能。同時(shí)，使用虛擬顯示設(shè)備進(jìn)行重心轉(zhuǎn)移訓(xùn)練，也能夠幫助航天員的前庭系統(tǒng)重新校準(zhǔn)。一些負(fù)重訓(xùn)練也可以讓航天員們?cè)诜祷厍疤崆白尲∪夤趋老到y(tǒng)適應(yīng)地球的重力，從而為他們返回地面后更好的適應(yīng)地面生活做準(zhǔn)備。
航天員專屬的太空健身房是人類航天智慧的結(jié)晶，它見證了無數(shù)太空健身的精彩瞬間，守護(hù)著航天員的健康，為人類探索宇宙的征程注入源源不斷的活力。
部分信息來源于中華網(wǎng)、央視新聞等
（科學(xué)性審核：劉勇，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心研究員）
責(zé)任編輯：劉海華
