航天员执行太空任务前，为什么要接受水下训练？

本文来自微信公众号：SF 中文 （ID：kexuejiaodian），作者：SF

中性浮力与中性浮力水槽训练

液体或气体对浸在其中的物体会有浮力，浮力的方向竖直向上。浮力有三种：正浮力、负浮力和中性浮力。

正浮力：物体或人所排开的水的重量大于自身重量，在水中上漂或保持漂浮在水面上。

负浮力：物体或人所排开的水的重量小于自身重量，在水中下沉或停留在底部。

中性浮力：物体或人所排开的水的重量正好与自身重量相等，既不下沉也不上浮，而是悬浮在一定深度的水中。

航天员在近地轨道空间站驻留时，需要在微重力环境下，进行各种空间作业。为了模拟失重状态，航天员往往需要在水槽中熟练掌握模拟失重状态下身体的运动与姿态控制，以及出舱活动操作的特点、方法和技巧。中性浮力水槽训练的水槽规模庞大，可将 1:1 的空间站或飞船模型放置其中。这一训练会产生极大的体力消耗，对航天员的体能考验很大。

中性浮力训练的起源

苏联宇航员阿列克谢・列昂诺夫（Alexei Leonov）是第一个在地球上空轨道上飞行时，离开飞行器的人。不久之后，埃德・怀特（Ed White）成为第一位在太空中离开飞行器的美国宇航员。这些宇航员并没有接受过中性浮力训练，但是都很勇敢地执行了出舱的任务。他们出舱后只展示了离开飞行器和进入飞行器的动作，并没有执行太空出舱活动（EVA）任务。

此后，有宇航员想执行 EVA 任务，但是却暴露出问题 —— 在轨道太空飞行的持续失重情况下，穿着宇航服工作比预期的更加复杂和困难。因此，航天机构决定进一步丰富 EVA 任务的训练，于是便有了中性浮力水槽相关技术的更新和发展。

模拟月球漫步的水下训练

与轨道太空飞行时的微重力环境不同，月球的引力为地球的 1/6，模拟月球漫步的训练也可以在水下进行，但是与中性浮力训练不同的是，需要营造负浮力的环境。

除了模拟失重环境，进行月球漫步模拟的机构还会安装模拟月球风化层的沙子，以帮助宇航员提前适应月球环境。以 V2X 公司为例，他们通过在水底建造一个复制的月球环境来实现这一目标 —— 铺设沙质地板，在水底配备大小不一的石块等。

另外，进行月球漫步模拟的机构还会利用水柱进行登陆、起飞等活动的训练。

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