模拟太空环境的方法

体验失重的最好办法就是制造一个太空环境，但在地面上这很难做到。人们发明了下面几种模拟太空环境的办法：

落塔：当电梯缆绳突然断裂时，轿厢内的人会有失重的感觉。这是当年爱因斯坦曾思考过的加速度与重力等效的问题。NASA的Lewis研究中心就有这样的失重电梯。一部是位于地下132米深的电梯井，一部是高24米的电梯塔。分别可以产生5.18秒和2.2秒的微重力状态。2003年2月，中国第一座百米落塔在中国科学院力学所建成。但这类装置对人体冲击很大且形成失重的时间太短，已很少作为航天员训练设施。

失重飞机：用飞机作抛物线飞行可产生30秒左右的失重。做抛物线飞行的飞机先以45度角急速爬升，经过一段平飞后，再以45度角下降。机舱内的人员可以在平飞阶段体验到30秒钟的失重。失重飞机通常是由喷气式运输机改装而成，舱内宽敞，能容纳多人和设备进行训练。在失重飞机内的训练分为两类：一类是感受和体验失重环境；另一类是太空行走训练——航天员演练太空行走时的各种操作和技能。

NASA（美国国家航空航天局）供图 失重飞机内训练穿脱宇航服

中性浮力水槽：由于失重飞机产生的失重时间太短，不能满足长时间训练需要。所以宇航员在训练时，更多采用在大型水池中进行的水下模拟训练方法。中性浮力水槽其实是一个容积很大的水池，因为浮力与重力抵消，身着舱外宇航服的受训者能产生类似失重的感觉。水中训练不受天气和时间的影响，可以长时间进行复杂的舱外操作演练。国际空间站的航天员可以动辄进行长达7小时的太空行走，与大量利用水槽训练是分不开的。

NASA（美国国家航空航天局）供图 在中性浮力水槽中训练

1g重力模拟：在外星球表面的太空行走训练往往在正常重力下的地面上进行。在“阿波罗”登月计划中，为了让航天员掌握月面地质考察技巧，地质考察训练专门选在地球上的荒凉地区进行。为了让航天员体会1/6重力下行走的感觉，把他们吊在绳索上前进，绳索的拉力抵消了5/6的体重。

NASA（美国国家航空航天局）供图 模拟火星表面地质考察

虚拟现实：用计算机生成模拟环境，实现受训者与该环境进行直接交互的效果。这种技术能产生较强的临场感，花费不大，几乎没有安全隐患，但无法产生生理上的失重感。

以上技术都曾被用于太空行走的训练中。近年来失重飞机和中性浮力水槽的使用率独占鳌头，虚拟现实与它们的结合将是未来的发展方向。但是所有这些模拟都比不上真实环境的考验。航天员在踏上月球后，经过多番尝试才发现1/6重力下的最佳步态是像兔子一样双足齐蹦。为了有备无患，航天员在进入太空前必须进行大量的模拟训练。