在月球上侧身奔跑可能是创造个人人造重力的关键

生活中很少有事情是确定的。但在未来十年左右的时间里,人们似乎很有可能探索月球表面,一次在那里停留数周,甚至数月。这一事实与我们确定的事情相撞。当人类在低重力环境中度过时光时,会对他们的身体造成伤害。

可以做些什么?

科学家们研究了微重力和低重力对人体的影响。出现了几个问题,如肌肉萎缩和骨脱矿.心血管调节受到影响,身体姿势和运动的神经控制也会受到影响。但是,尽管研究人员越来越多地了解其影响,但解决方案却滞后了。

发表在《皇家学会开放科学》上的一篇新论文为这些问题提出了一种新颖的、低技术含量的解决方案。它的标题是”月球定居点圆形墙内的水平运行:低重力失调的综合对策?“ 主要作者是米兰大学生理学教授阿尔贝托·米内蒂(Alberto Minetti)。

Minetti和他的合著者指出,针对特定问题的特定练习可能不是最好的方法。相反,全身锻炼可以成为支持宇航员健康的有力工具。

“与其只训练选定的肌肉群,不如进行运动等'全身'活动,这似乎是更好的候选者,”他们解释说。但是,这有一个问题。“但是在月球引力下,'悬臂式'行走和弹跳步态(如跑步)都以更快的速度表现出异常的动态,”他们写道。

异常的动态意味着宇航员从这种运动中获益不多。它受到“......身体质心的动能和势能之间的不平衡,“作者写道。

这意味着它不能用来获得与地球上相同的锻炼。

“此外,在月球引力下,弹跳步态的代谢需求降低,限制了它们对心肺健康的潜在刺激,”作者解释说。

有一些潜在的解决方案可以帮助月球宇航员在低重力下保持健康。一种是离心机,其中旋转运动模拟重力,鼓励身体保持肌肉和骨量。但它们是能源密集型的,而且不切实际。

作者提出了一种新的解决方案。你见过吗死亡之墙?

一个骑在死亡墙上的特技演员。摩擦力和向心力使他能够骑在墙壁的垂直表面上。(西戴夫/维基媒体/CC 的 2.0)

“在这里,我们提出了一个新颖的解决方案:月球居民可以在垂直圆形墙的内侧奔跑,因此平行于月亮的表面,“作者写道。

在死亡之墙 (WoD) 中锻炼将有助于维持肌肉质量、骨密度、心血管健康和神经控制。

在地球上,重力太强,人类无法绕着WoD的两侧奔跑。只有机动车和自行车才能做到这一点。但在月球上,较弱的引力使它们变得实用。

研究人员模拟了月球WoD,并测试了在其中运行的受试者的表现。他们租用了一天的WoD,并使用蹦极绳来减轻参与者的体重,模拟月球的低重力。

两名参与者参加了测试:一名36岁的男性和一名33岁的女性。蹦极经过调整,因此每个参与者的体重占其体重的六分之一。安全带卸下了受试者身体的一侧,以进一步模拟月球条件。每个参与者来自 WoD 的数据与跑步机数据相结合,以得出可靠的结果。

一旦进入 WoD 并连接到线束,这就是实验的样子。

在这张照片中,33岁的女性受试者被连接到安全带上,并在死亡之墙的内部奔跑。(Minetti 等人,2024 年。

参与者很快就掌握了在 WoD 内水平运行所需的不寻常运动。

“这个过程只需要5-8次尝试,并允许他们在没有帮助的情况下开始运行,”作者写道。参与者“......他们解释说,通过安全地放慢步伐并从墙上的水平姿势下降到 WoD 地板上的直立姿势来结束他们的表演,“他们解释说。

作者说,他们已经成功地展示了使用WoD来支持月球宇航员健康的基础知识。

他们解释说:“我们首次证明,人类可以在低重力条件下安全地在圆柱体内水平运行,圆柱体大小为陆地'WoD',通过速度驱动,自生成更高的人工重力。

研究人员相信,死亡之墙的想法可以帮助月球宇航员应对月球重力的慢性影响。同时,他们也意识到自己的样本量小,以及研究的其他局限性。

“总之,虽然意识到样本量小,在如此奇特的现场实验中运动学获取的粗糙性,以及需要专门的卧床休息研究来完善这一主题,但我们对我们的发现充满信心,”他们在结论中写道。

虽然在月球上正常跑步是不可能的,但 WoD 提供了一种获得每天短期 WoD 锻炼的好处的方法。

使用 WoD 的参与者创建了“......一个足够高的(横向)自生的人工重力,可能能够通过每天几圈短短的、几乎是“陆地”的跑步圈,保持可接受的心肺运动健康和骨矿物质状态,有助于局部移动和工作,为长途旅行做准备。火星,并完好无损地回家。

围绕低技术解决方案来解决令人困惑的问题有一种优雅。一个简单的WoD可以成为月球低重力的解决方案,而不是像离心机这样复杂、耗能的设备。

作者总结说:“所有这一切都是通过使用已经在他们的圆形居住单元中建造的廉价和被动设施来实现的。

本文最初发表于今天的宇宙.读原文.

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