“在太空跑步,关节数据如何助力地球上康复医学?”“微重力下颗粒运动轨迹如何改变,竟能推动制药与3D打印?”在距离地球400公里的中国空间站,航天员正执行着精密实验与健康维护任务。从足底压力监测到惯性粒子动力学突破,从神经肌肉刺激仪到骨丢失对抗设备——本期节目特邀太空专家陈宇,揭秘神舟系列任务中航天医学与微重力物理的最新进展,讲述航天员如何通过智能机械臂、实时健康监测与虚拟现实训练,为未来深空探测铺平道路。这些看似遥远的太空技术,正悄然重塑地球上的医疗康复与工业创新。
Hello大家好,我是你们的主持人凌薇。欢迎收听我们的播客。今天,我们有幸邀请到了一位太空专家陈宇老师跟大家打个招呼,大家好,我是陈宇,非常高兴能来聊聊太空实验和航天员的生活。太棒了,今天我们要聊的是关于神舟21号的载人飞船,它即将发射的一些背景信息。然后,以及我们在空间站的航天员们,他们现在正在进行的一些实验和日常维护。是对,非常期待今天的内容。那我们就开始,咱们先来聊第一个部分就是太空实验和日常维护的概览。对,这个,我特别想知道,现在空间站的航天员们都在做哪些有意思的实验,现在就是在空间站里面,有很多不同的领域的实验,比如说有航天医学实验,然后还有微重力物理科学实验,在航天医学实验里面,就包括一些对航天员的信任,协同机制海有精细动作的控制,包括一些应急决策的能力评估等等那这些实验其实都是为了让我们更好的了解,在太空的这种特殊的环境下,人的身体和心理会有什么样的变化然后怎么去保障航天员的安全和健康听起来真的非常丰富,那微重力物理科学实验又都有哪些亮点?这个就包括比如说惯性粒子的动力学实验,那这个实验就是利用微重力环境来消除颗粒沉降的影响,以及对观察时间的限制,那就可以揭示颗粒的惯性和流畅的脉动对颗粒的相对运动的影响规律,那这个其实对于我们理解一些基本的物理现象是非常有帮助的。那同时也可以为地球上的很多工程应用提供一些理论的支持。那你说空间站的航天员们他们在日常的设备维护和环境监测方面都要做哪些具体的工作?比如说他们会定期的去检查空间站的各个舱室的设备,包括冷凝水什么的一些液体的管理。那这些其实都是为了确保空间站的一个正常运行,以及一个安全的居住环境。那看来这还挺重要的。对,没错,而且他们还要进行一些在轨的健康检查。比如说测眼压,然后测心理。还有就用一些仪器来监测他们的身体的一些数据。那同时,他们也要进行一些失重的生理效应的对抗,比如说用一些神经肌肉的刺激仪,包括一些骨丢失的对抗仪。澜帮助他们保持健康那同时,他们也要进行一些空间站的植物实验,包括一些材料的样品的收集。那这些其实都是为了我们未来的深空探测,包括在太空的长时间的生活打下一些基础。聊了这么久的太空实验和维护,感觉信息量不小,咱都歇会儿喝口水,待会儿继续。那接下来我们要聊的就是航天医学实验的进展了。对,这个我特别想知道,就是神舟二十号的航天员们在运东骨骼肌的受力研究这方面到底取得了哪些成果。就是他们在这个实验当中,就是让航天员们在太空里面进行不同负荷的跑步,然后不同的负荷的抗阻运动,同时去采集他们的足底的压力,以及他们的关节的运动学的一些数据。甚至还拿到了他们的图像。那这么细致的数据,那肯定对理解人体的运作很有帮助。没错,而且他们还发现就是不同的运动的状态,他的足底的压力的分布,包括关节的一些角度的变化,是有非常明确的规律的那这个其实就可以帮助我们更好的去设计未来的太空的锻炼的设备然后包括也可以为地球上的康复医学提供一些参考那你说在微重力物理科学实验这一块最近有什么新的突破吗?最近就是神舟二十号的航天员们,他们就是在进行惯性粒子的动力学实验,那这个实验就是让他们可以去近距离的去观察这些颗粒在微重力情况下的运动,然后,他们甚至可以调整流畅去改变这些颗粒的轨迹。那这个其实就揭示了颗粒的惯性和流畅的脉动之间的非常复杂的相互作用。好,那这个结果是不是也能应用到其他领域,对,没错,因为这个发现,其实就完善了我们在微重力流提额和颗粒材料里面的一些基本的理论。那同时,也可以帮助我们更好的去控制一些工业过程,比如说一些制药。还有一些三d打印,都可以利用这样的规律来提高效率和质量。那你觉得,就是最近这段时间,无论是航天医学还是微重力物理这些实验给我们在技术和理论层面带来哪些最明显的进步?就我觉得。就首先,就是在航天医学里面,我们对于微重力环境下,人体的骨骼和肌肉的变化有了更精准的建模。然后,包括对于航天员的健康监测的手段也有了提升。那在微重力物理里面,我们对于惯性粒子的运动规律有了更深入的理解那这些其实都为未来的深层探索打下了一个很好的技术和理论的基础。好,那关羽实验进展这部分内容咱们就先聊到这儿,休息一下马上回来。然后,咱们再来讲讲在轨的维护和健康管理,这个其实也很重要。对空间站的设备在轨维护都有哪些典型的任务。比如说神舟20号的重组,他们就要定期的去检查空间站的各个苍室的一些设备,然后包括冷凝水什么的,一些液体的管理,那这些其实都是为了确保空间站的一个正常运行,以及一个安全的居住环境。听起来挺细致的。那他们怎么去完成这些维护,大部分的工作就是他们要通过机械臂,或者是说,他们要出仓,然后去手动的去操作一些设备。那比如说他们要更换一些过滤器,或者是说清理一些镜片。那同时,他们也要利用一些智能的机器人,澜辅助他们进行一些监测,那这样的话,可以减少人工的干预同时也可以提高维护的效率。那这些其实都是为了保证空间站的设备和系统的长期的稳定的运行,然后就是说航天员在轨的健康管理,还有哪些关键的手段。最核心的就是他们会定期的去进行一些医学检查,那包括用一些无创的仪器去监测他们的心功能,然后包括眼压眼底变化等等。那同时,他们也会采集一些血液尿液这样的生物样本,去监测他们的生理参数,听起来挺全面的。那他们怎么去应对这些健康风险?比如说,他们会有一些专用的设备,来对抗失重的生理效应。那包括一些神经肌肉的刺激仪,然后包括一些骨丢失的对抗仪等等。那同时,他们也有严格的锻炼的制度,就是通过运动来保持他们的骨骼和肌肉的质量,那同时,他们也会利用一些虚拟现实,包括一些认知训练来保持他们的脑功能等等。那同时,他们也有非常完善的应急预案,就是万一遇到一些突发的情况,他们也有对应的处理措施。你觉得,现在这种在轨的设备维护和健康管理有哪些比较显著的优势。然后未来还有哪些方向是可以期待的。现在的话,已经实现了非常高度的自动化和智能化的监测,然后包括机械臂的辅助。那这些其实都大大减少了航天员的那种工作强度,让他们可以更专注的去进行一些复杂的科研任务。那同时,数据的采集和分析是实时的,那一旦有什么异常可以马上进行处理。那包括未来的话,可能会结合一些更先进的材料科学,包括生物技术,那可能会让设备的维护甚至他们的健康管理变得更加的精准和高效。那同时,也会推动深空探索和在轨的持续运营的一个发展。聊到这,其实我们已经看到了,无论是实验的突破还是维护的升级,都在让我们的太空生活变得越来越安全,越来越高。小伟来相信随着这些技术的不断的完善,我们肯定可以期待更多的镜彩。好了,那么今天的节目咱们就到这里了,感谢大家的收听,咱们下期再见。