1．宇航員在太空中為什么會失重

太空中的失重來自于航天飛機(jī)和空間站在軌道上運動的離心力，這些作用于航天飛機(jī)和宇航員身上的離心力恰好與地球的引力相等，且方向相反。

因此，航天飛機(jī)與和平號空間站就都不會掉到地球上。必須在與地球保持應(yīng)有距離的軌道上以準(zhǔn)確的設(shè)定速度運行，以便使地球的引力與航天飛機(jī)在軌道上運行所產(chǎn)生的離心力相當(dāng)。重力是由于地球的引力與離心力的矢量差產(chǎn)生的。

當(dāng)宇航員在太空繞地球勻速旋轉(zhuǎn)時，地球?qū)τ詈絾T的引力與旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力大小相等，方向相反，所以宇航員感覺不到任何重力的存在，這就是完全失重，有時簡稱失重。

失重的不利影響很大，失重除了導(dǎo)致宇航員骨質(zhì)損失外，還會導(dǎo)致宇航員肌肉松弛，免疫力下降和衰老。引發(fā)多種空間運動病，近20年載人航天史上，空間運動病頻繁發(fā)生。

2．關(guān)于失重的原理

失重，是指物體失去了重力場的作用，當(dāng)物體處于失重狀態(tài)時物體除了自身重力外，不會受到任何外界重力場影響。

所謂重力，是物體所受地球的引力的一個分力(大小幾乎等于引力)。引力的大小與質(zhì)量成正比，與距離的平方成反比。就質(zhì)量一定的天體來說，物體離它越遠(yuǎn)，所受它的引力越小，即重力越小，在足夠遠(yuǎn)的距離上，它的引力可以忽略不計。但宇宙中不只一個天體，眾多天體的引力會形成一個引力場。因此，太空不會是失重環(huán)境。當(dāng)然，就局部地區(qū)來說，如在地月系統(tǒng)中，只考慮地球與月球的引力，在地球與月球之間的某些點上，地球與月球的引力相互抵消，重力為零。在日地之間也有引力平衡點。繞地球飛行的載人飛船，離地面一般只有幾百千米，那里的太空當(dāng)然不會是零重力環(huán)境，即使在36000千米高空繞地球飛行的航天器，其周圍太空也不會是零重力，而只能是輕重力，即重力比地球表面上小(幾乎可以忽略不計)。 利用飛機(jī)作拋物線飛行或利用自由落體原理設(shè)計的失重塔只能提供短暫的失重感。航天器在環(huán)繞地球運行或在行星際空間航行中處于持續(xù)的失重狀態(tài)。

在環(huán)繞地球運行的軌道上，實際上只有航天器的質(zhì)心處于零重力，其他部分由于它們的向心力與地球引力不完全相等而獲得相對于質(zhì)心的微加速度，這稱為微重力狀態(tài)。航天器上軌道控制推進(jìn)器點火、航天員的運動、電機(jī)的轉(zhuǎn)動以及微小的氣動阻力等都會使航天器產(chǎn)生微加速度。因此，航天器所處的失重狀態(tài)嚴(yán)格說是微重力狀態(tài)。航天器旋轉(zhuǎn)會破壞這種狀態(tài)。在失重狀態(tài)下，人體和其他物體受到很小的力就能飄浮起來。長期失重會使人產(chǎn)生失重生理效應(yīng)。失重對航天器上與流體流動有關(guān)的設(shè)備有很大影響。利用航天失重條件能進(jìn)行某些在地面上難以實現(xiàn)或不可能實現(xiàn)的科學(xué)研究和材料加工，例如生長高純度大單晶，制造超純度金屬和超導(dǎo)合金以及制取特殊生物藥品等。失重為在太空組裝結(jié)構(gòu)龐大的航天器提供了有利條件。