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国外国防科技文献资料快报

太空生活不轻松 零重力导致航天员视觉扭曲

2010-01-07

    据英国《新科学家》杂志报道,我们知道在太空中生活不轻松:航天员会经常生病和迷失方向,如今法国和美国科学家发现零重力也在影响航天员对大小和距离的正确判断。这表明航天员在驾驶太空船或在太空行走中实施任务时会影响他们的表现。
  我们早就知道我们的视觉会时常因太空中非同一般的状况而产生错觉。一些阿波罗号航天员报告说他们在月球上很难判断距离,?#28909;紓?#36965;远的岩石往往觉得它们比?#23548;?#36317;离近得多。

  同样,众所周知,美国航天飞机驾驶员在飞行模拟器和训练飞机上的操作要比在执行真正任务时驾驶航天飞机出色得多。

  令人困惑的感觉
  一些研究人员已经表明这些效应可能是禁闭或缺乏明?#21592;?#24535;的结果,如树木和建筑物,但此新研究表明减少的重力也是部分原因。人类通过利用耳石、小晶体碳酸盐和内耳毛发中的蛋白质来产生三维立体感,当一个人运动时,力量就会施加在这些微粒上,从而让人感受到加速度和重力牵引。研究人员表明生活在零重力环境下就不会产生这种作用,从而让人失去这种感受。负责此项的法国国家科学研究中心的吉尔斯·克勒?#21830;?#35828;:“当你处于微重力环境下时,你不会让这一系统告诉你是否倾斜了。”他表示这?#20013;?#24212;作用于航天员的感官上,导致他们错误地判断获知大小和距离的标记物,如物体的逝点,从而使他们不能准确地评估物体的尺寸。
  在“呕吐彗星”是做检验
  为检测这一想法,此研究小组让测试者登上?#20998;?#23431;航局的零重力飞机“呕吐彗星”上,进行零重力测试。此空中巴士飞机重复进?#20449;?#29289;线轨迹飞行,可以产生20秒钟的微重力时刻。测试者戴上虚拟真实的护目镜,随意漂浮在空气中,再使用手持轨迹球和附近的电脑相连,他们被要求调整一个立方体的线条画,因为他们将此立方体的一个方向给弄歪了。
  在正常重力情况下,测试者可以调节立方体的深度和高度,因此这一立方体的所有面?#38469;?#19968;样的长。但在没有重力的情况下,他们一下就做不得这么好了。甚至经调整过的立方体还是给弄歪了,有时差到了4.5%。总之,测试者在自由落体时看东西比在正常重力环境下似乎觉得更高、更细和更浅。在月球上,人类眼睛容易被阴影和无大气环境所欺骗,同时月球上的大石头和小石头看起?#27492;?#20046;是一样的。月球重力只有地球重力的六分之一,因此月球重力?#19981;?#27498;曲视觉。
  这种视觉歪曲还很难判断物体的速度,人类视觉多少得根据物体运动时随其大小变化来判断物体运动有多快。这可以解释一些太空灾难,如1997年在俄罗斯Mir空间站上发生的事故。当时名为进步号的无人驾驶飞船在此太空站上冲了一个洞。此?#19981;?#37096;分归咎于从监视器图像中难以获知此飞船的飞行速度。
  太空站测试
  事实上,微重力测试?#30475;?#21482;进行20秒。研究表明有感觉问题的航天员还有生理问题,不能?#35270;?#36825;种封闭的太空环境。这意味着要消除零重力环境下所出现的感官问题,才可能避免Mir空间站上的?#19981;?#20107;故。美国华盛顿大学的唐纳德·?#37327;?#35828;:“当我们经过更加长途的飞行并着陆火星之后,此问题将更加严重。”?#37327;?#30740;究过微重力对空间感和运动感的影响。
  然而,对抗歪曲感的办法很微妙。克勒?#21830;?#34920;示这种测试将可用于电脑显示屏上。但调节太空行走或探测外星球的航天员视觉将更加困?#36873;?#19981;过,大脑能随时间来调节这种视觉歪曲。如果是这样,就能帮助解释摇晃的航天飞机经过长途任务之后能安全着陆。克勒?#21830;?#30446;前正在探测国际空间站上的这种可能性。在此空间站上,10名航天员正在进行检测,人人都在这里呆了6个月,以寻找视觉上的变化。
  此外还进行了立方体的测试,在此测试中,航天员被要求估算到所指定照片的距离。首批数据估计会在11月末的下一次航天飞机任务中带回来。(

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