失重 （物体对支持物压力小于重力的现象）

简介

常见的失重有微重力和完全失重。能产生微重力环境的最常用的方法有四种，分别是落塔、飞机、火箭和航天器。完全失重是指物体的向下加速度等于g时，物体对支持物的压力或者对悬挂物的拉力等于0的情况。

利用失重，可以制作合金、加工材料、开发新材料、高效率制得高纯度的药物。人类及动物在失重情况会产生空间运动病、骨质丢失、骨骼肌萎缩和心血管功能降低等。

定义

失重（Weightlessness）是指物体失去或者部分失去了重力场的作用的现象，表现为物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体所受重力。失重有时泛指完全失重或微重力状态，失重状态也可以理解为物体所受加速度竖直向下的状态。

生活中，竖直方向没有加速度的物体所受的向下的重力和向上的支持力大小相等，因此相消。例如坐在椅子上的人所受的向下的重力和向上的支持力大小相等，方向相反；而当这个向上的支持力消失的时候，比如突然把椅子抽走，人就会有失重的感觉。对一个只受重力和支持力的物体进行受力分析，规定向下为正方向，由牛顿第二定律得

完全失重

完全失重是指物体的向下加速度等于

危害

人体

因为人类生活在地球的重力环境下，人类的整个进化过程也都处于重力环境中，人体内的各个生理系统都产生了适应重力环境的生理变化。航天活动中，航天员从长期适应的重力环境突然进入到失重环境，人体的生理和心理系统均会产生一系列适应失重环境的改变，这种适应性的变化所表现出的症状称为“空间适应性综合症”。任何进入太空的航天员都会或多或少地出现这种综合症，有的人重些，有的人轻些。

视定向错觉

在失重情况下，人身体上所有与重量有关的感受器官都会发生异常。例如人体内耳有一种感觉线性加速度的器官，称为耳石，是身体的重力感受器，在失重下不能感觉头部的运动。这种异常的感觉会造成一种视定向错觉，这时航天员会感到自己身体和载人航天器都上下倒置。

肌肉损耗

在失重的情况下，人体骨骼、肌肉等都感受不到压力。这会使得肌肉和骨骼在平常的生活中得不到锻炼，因此会造成肌肉损耗、骨质疏松等疾病。因此，宇航员为了防止肌肉损耗，每天都需要在跑步机上锻炼。

浮肿

在没有重力的情况下，体液大量积聚在身体的上半部。一方面，这会导致脸部浮肿，另一方面，也会导致特别纤细的“鹳腿”。它还可能导致循环系统的问题。

心脑血管

心血管系统在维持人体的正常生命活动中发挥着非常重要作用。在航天活动中，尤其是航天员进入微重力环境时，由于流体静压消失和运动减少，心血管系统受到的生理挑战很大。

航天飞行使心脏处于低动力状态，出现每搏量降低、心肌虚损和自主神经调节紊乱。在航天飞行中，大部分航天员表现出窦性心律，但是在飞行早期和出舱活动中航天员较易出现心律失常，如早搏、室性期前收缩、结性二联律等。心血管系统对于微重力环境具有一定的适应性，短暂的心脏节律改变不会影响航天员的健康，被认为是一种功能性的变化。在航天飞行中，尽管航天员处于微重力环境中，其血压没有出现明显变化，但是体内不同部位的血管内压却发生明显变化，表现为上身血管内血压增高、下身血管内压下降。经过航天飞行后，航天员的心血管调节功能出现失调，即超重耐力下降、立位耐力下降、运动耐力下降，表现为晕厥、运动能力降低、不能耐受训练等。这些变化经过有效的干预能使其到飞行前状态。

其他

在失重的情况下，动物的运动会变得迟缓，动作协调性差。由于动物体内主管本体感觉的内耳前庭系统缺乏重力的定向刺激，动物表现出部分与前庭系统失灵有关的运动病。如鱼类表现出转圈反应、螺旋运动、异常的向上或向下俯冲等；一些树栖的无尾类动物和壁虎表现出跳伞动作；四足非树栖动物表现出尾巴旋转和身体异常移动，试图抓住其他物体以固定自己的身体；有些蛇类会利用它们的尾巴和身体进行打结；鸽子和鹌鹑表现出异常的飞行滚动，但如果遮住它们的眼睛，则表现出有规律的转圈运动。