2021年10月16日，神舟十三号與天和核心艙順利對接，三名航天員順利穿艙進入天和核心艙，他們将在這裡執行長達6個月的航天任務。

看到這一切，相信每一個中國人都會為之心潮澎湃，又不知有多少少年就此立下了航天之志，然而要成為一名航天員，可不是一件容易的事。太空與地球的環境是名副其實的“天壤之别”，要想适應太空中的生活，必須要進行大量專業的訓練，其中就包括失重訓練。在地球表面，任何地方無不受到地球引力的影響，重力無處不在，那麼如何模拟失重環境呢？要想在地球上模拟失重環境，有很多不同的方法，比如較為常見的有“落塔法”，簡單講就是建造高塔，利用自由落體的原理模拟微重力環境，比如德國的布萊梅微重力落塔。

再有就是抛物飛行法，首先飛機平飛，然後加速上行，接着躍升拉起至高點後進入抛物線軌迹進行失重狀态飛行，相比落塔法而言，抛物飛行法模拟失重環境的時間更長一些，普通人也可以體驗，比如歐洲的零重力航班，票價約為每人6000美元。

還有就是“水浮法”，其原理就是利用水的浮力來抵消飛行器所受的重力，具體來講就是通過調整漂浮器的浮力使實驗目标所受向上的水浮力與向下的重力實現平衡，進而産生随機平衡漂浮狀态的一種微重力模拟方法，很多國家都使用該方法來進行航天員的訓練。當你接受完所有的訓練，成為一名光榮的航天員之後，真正的挑戰其實才剛剛開始，因為太空并沒有你想的那麼好玩，失重的環境也是十分危險的。

長期處于失重環境下，人體的肌肉會出現萎縮，由于沒有重力的影響，腿部血液會回流心髒，導緻心髒血流量增加，于是身體啟動調節功能，血液和紅細胞都會相應減少，長此以往可能會造成心髒功能障礙。

除了肌肉和血液，骨骼也會出現問題，因為失重環境會導緻鈣質流失，總而言之，失重環境對于人類這種生活在1G重力環境下的生物而言，是極不友好的。為了降低失重環境對于航天員健康的影響，會為航天員配備相應的健康維護設施及裝備，但這些都是治标不治本，航天員也不可能無限期地待在太空中，如果真的想要從根本上解決問題，讓太空成為人類的另一家園，就必須要模拟重力環境。那麼如何在失重的太空中模拟重力環境呢？無非有兩種方法。第一種就是加速，這是隻要擁有基本的物理學常識就能夠想到的方法。

加速可以模拟重力，隻要我們讓航天器以1個G的加速度不斷加速就可以模拟地球重力，當速度達到極限，無法再行加速的時候，就讓其轉為以1個G的加速度不斷減速，仍然能夠實現對地球重力的模拟。

該方法非常簡單，唯一的問題是太費燃料了，所以不可行。第二個方法就是利用離心力來模拟重力，簡單來講就是讓空間站轉起來。我們在科幻電影中都看到過呈圓環狀旋轉的航天器，這就是利用離心力來模拟重力的想象，其實這也不僅僅是想象，早在國際空間站建造的時候就曾經計劃過一個重力艙，就是這種圓環狀的外觀，隻是後來由于種種原因被取消了。為什麼被取消了呢？因為人造重力的确是一件頗具難度的事情。轉動可以産生離心力，離心力可以模拟重力，但如果這個圓環狀的艙室結構太小，那麼就需要比較高的轉速，這樣位于其中的人就會因為轉速過快以及對空間位置變化的感受而出現眩暈。

所以模拟重力的圓環狀艙室結構一定要夠大，尺寸大了，在模拟相同重力的情況下，所需的轉速就慢了，同時人也不會感覺到空間位置的變化了。

那麼到底需要多大的結構呢？根據計算，要模拟一個0.5G的重力環境，大約需要一個直徑為220米的圓環，這樣可以将其轉速控制在每分鐘2圈之内。目前國際空間站的寬度為109米，也就是這個圓環的直徑是國際空間站的二倍，如此巨大的結構是無法直接送上天的，隻能分批發射，在太空中組裝，這需要相當高的技術水平，就目前來看，想要完成如此工程，還存在困難。不過隻要人類文明存續下去，最終必然是要走向宇宙深空的，而走向宇宙深空，模拟重力就是不可逾越的一道坎，所以那種轉動的圓環狀航天器，遲早有一天會成為現實。

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