太空专属“体重秤”全揭秘微重力下的精准测量

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2026-07-16 10:59:48 海报新闻

太空专属“体重秤”全揭秘微重力下的精准测量。空间站处于微重力环境，人和物品都处于漂浮状态。航天员在轨驻留期间，如何精准监测自身的胖瘦变化成为一个重要问题。为了解决这一难题，科学家们研发了特殊的“太空体重秤”，即质量测量仪。

在太空中测量体重需要克服微重力环境、人体柔性以及质心难定等困难。地面的体重秤依赖重力工作，在微重力环境下无法使用。此外，人体不是刚体，在微重力下姿态难以固定，且测量时人体的质量中心难以确定。

尽管面临这些挑战，科学家们设计了质量测量仪来解决这些问题。从外观上看，这种仪器与日常使用的体重秤完全不同。它主要由主机（恒力机构、测量系统）、四连杆、人体支架、释放机构和力传感器电缆等组成，属于航天员健康保障装备。

具体操作步骤如下： 1. 将自己固定在人体支架上。 2. 请队友将你推至指定位置，并等待支架复位。 3. 在支架复位过程中，恒力机构提供的恒力作用于航天员身体，使其做匀加速直线运动。通过光栅测距装置测量航天员在恒力作用下的位移速度和时间，从而计算出加速度。最后，根据已知的恒力和计算出的加速度，利用牛顿第二定律F=ma计算出人体的质量。

这种质量测量仪不仅适用于测量航天员的体重，还可以用来测量物品的质量。近期公开的Vlog中展示了神舟二十三乘组对改进型在轨质量测量仪进行测试的画面，其原理同样是基于牛顿第二定律计算质量。

在长期驻留任务中，定期监测身体质量对于调整航天员的饮食结构、锻炼计划及工作负荷至关重要，还能帮助预测空间疾病并设计安全防护措施。此外，准确的身体质量测量指标在生命科学研究中也起到重要作用，可以用于研究人体在微重力条件下的体液流失、肌肉萎缩等现象，以及长期微重力条件下的人体新陈代谢效率和生理反应。

除了质量测量仪，空间站还配备了其他新奇专用设备。更多关于天宫趣味科普的内容，可以在《开 “新” 空间站》中继续探索。

(责任编辑：0882)

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