太空失重环境下，宇航员是如何锻炼的？
你可能会好奇，他们在天上是怎么“折腾”自己的身体的呢？其实，我们地面上常见的跑步机、健身车这些玩意儿，在太空里可得大变样。
1. “粘”在跑步机上的跑步：
最直观的锻炼就是跑步了，对吧？但在太空中，你不能像在地面那样站着跑。一旦你跳起来，就会飘走！所以，国际空间站（ISS）上的跑步机有一个非常巧妙的设计：它有一个背带系统。这个背带会把你“绑”在跑步机上，模拟出重力的感觉，让你能够稳稳地踏在跑步带上，就像在地面上一样奔跑。当然，这个背带的松紧度是可以调节的，以适应不同的训练强度。跑步机本身也会产生一定的阻力，让你能够进行有氧训练，提高心肺功能。
2. “原地飞驰”的健身车：
和跑步机类似，太空中的自行车也是为了对抗失重而设计的。这种健身车通常是立式的，而且有一个固定的支撑架，让你能够将身体固定在座位上。你坐在上面，就像骑着一辆特别稳的自行车。骑行的时候，你会觉得一股向后的力量在抵抗你蹬车的动作，这就是健身车提供的阻力。通过调整阻力的大小，宇航员可以进行不同强度的有氧运动，消耗能量，锻炼腿部和核心肌肉。
3. 力量训练的“秘密武器”——ARED：
对于需要进行力量训练的宇航员来说，他们的“秘密武器”是高级阻力锻炼设备（Advanced Resistive Exercise Device，简称ARED）。这个设备可是个大家伙，它利用的是真空柱塞（vacuum cylinders）和飞轮（flywheels）产生的阻力。宇航员可以通过各种动作，比如卧推、硬拉、划船、深蹲等等，来拉动或者推动带有滑轮的把手。这些把手的运动会带动真空柱塞，产生恒定的阻力。最赞的地方在于，ARED可以模拟非常大的阻力，而且阻力的方向和大小都可以通过机械装置进行调整，几乎能让你在太空中完成你在地球上能做的任何一种力量训练。想想看，你可以在天上举起几百斤的“重量”，而且还是以你自己的方式来完成，是不是挺酷的？
4. 动感单车和椭圆机：
除了上面提到的，还有一种叫做“动感单车”（Cycle Ergometer）的器械，和我们地面上的动感单车很像，只是它会更牢固地固定住。还有一种“椭圆机”（Elliptical Trainer），它能让宇航员在进行有氧运动的同时，锻炼到上半身和下半身，提供更全面的身体锻炼。这些器械的使用方式和地面上差不多，主要也是通过调整阻力来达到锻炼的目的。
5. 伸展和柔韧性训练：
别以为光是器械训练就行了，肌肉的伸展和柔韧性同样重要。在失重环境下，肌肉很容易变得僵硬。所以，宇航员们也会进行一些静态拉伸和动态拉伸，帮助放松肌肉，保持身体的灵活度。他们会利用空间站内的各种把手、扶手作为辅助，完成各种拉伸动作。
锻炼的频率和计划：
宇航员的锻炼可不是随心所欲的，他们都有严格的锻炼计划。通常情况下，他们每天会花大约两小时的时间进行锻炼，这包括热身、力量训练和有氧运动。这个计划会根据宇航员的身体状况、任务需求以及个人的喜好进行调整。例如，如果宇航员即将执行舱外活动（EVA），他们可能会增加腿部力量的训练，因为EVA需要消耗大量的体能，并且需要稳定身体。
锻炼的挑战和乐趣：
当然，在太空中锻炼也充满了挑战。保持专注力很重要，因为你随时都可能因为一个不经意的动作而飘起来。有时候，为了固定住自己，你可能需要用脚勾住一些扶手，这和在地面上锻炼的体验完全不同。但另一方面，也有它独特的地方。比如，在失重状态下进行某些动作，比如跳跃，会有一种奇特的漂浮感，这或许也是一种另类的乐趣吧！
总而言之，太空中的锻炼是一项高度专业化且至关重要的任务。宇航员们通过一系列经过精心设计和改造的设备，以及严格的训练计划，努力抵抗失重带来的负面影响，确保他们在漫长的太空之旅中保持最佳的身体状态，为完成各项科学研究和探索任务做好准备。这不仅是科学的胜利，也是人类身体适应性的最佳体现。
网友意见
说说太空失重环境下宇航员为何要锻炼、国际空间站为宇航员锻炼提供的装置、天宫上的锻炼器械、NASA定制的宇航员太空训练计划。
宇航员必须锻炼的三个关键词：肌肉量、骨密度和心血管健康
人在地面时，因为重力的作用，即便你感觉不出，实际骨骼、关节和肌肉都时时刻刻支撑着身体，可以视为它们一直都是在进行着“锻炼”的。
而到了太空的微重力环境下，骨骼和肌肉对身体的支撑度出现大幅减弱，具体表现就是骨密度降低、肌肉萎缩/肌肉量降低。
另外人的心血管系统也会放缓工作效率，不像在地球时那么“努力”地抵消重力、把血液泵送到身体每个部位。
——所以宇航员才会被要求进行锻炼。
加拿大宇航局给宇航员锻炼目的列了五点：
- 降低骨骼的退化/骨密度流失
- 保持肌肉（包括心脏肌肉）的力量
- 为太空行走和空间站工作维持足够的身体行动能力
- 确保长期太空生活后，宇航员依然有足够的行动力，应对着陆期间的紧急程序
- 保持身体健康，维持体型，这也有助于回归地面后的恢复
——这也是宇航员必须在太空进行锻炼的原因。后面所有锻炼器械、训练计划，也都是为实现这五点服务的。
NASA有个全球最顶级的宇航员健身和康复专家，叫马克·古利亚姆斯（Mark Guilliams），他为超过40+位宇航员量身定制了在太空中的训练计划。古利亚姆斯的建议是，宇航员在空间站每天至少得花两个小时进行锻炼。
并且，总体上宇航员们的锻炼强度还是相当高的，都是类似于HIIT的高强度间歇训练，再结合抗阻训练（ resistance training ）。
毕竟在微重力环境中，很多动作都要更轻松一些，有事倍功半的意思。
国际站的健身器械，也按照上述目的和要求来特别设计。
国际空间站为宇航员锻炼提供的「三件套」
载人火箭、航天飞机等设备的空间和重量都很宝贵，不可能给宇航员锻炼的空间，相对宇航员执行任务的时间也较短。国际空间站这种「长居寝室」就不一样了。国际空间站主要配备了三台健身设备，让宇航员得以用它们锻炼到全身：
- 骑行台
- 跑步机
- ARED
这三台设备和地球上的骑行台、跑步机肯定不太一样，锻炼目的和方式也区别很大。依次说说——
- 骑行台
太空骑行台可以拆卸坐垫——实际上骑行垫的存在也只是让宇航员贴着而已，无法真正坐在上面。宇航员需要靠腰部的锁扣+双手扶住，才能进行蹬踏骑行的动作。
骑行台的踏板与有些死飞车的锁带一样，固定住脚面。
经常看NBA（如今CBA也有）的人可能看到过，比赛间隙，有些球星下场后也不会坐到板凳上，而是继续在场边骑行台骑行——这是一种保持身体热度、维持肌肉稳定在“运动待机”状态的方式。
空间站的骑行台也有类似效果，最主要锻炼的部位是心血管。
就运动强度而言，在空间站里它是相对最低的。
- 跑步机
空间站的跑步机与地面区别很大，需要一套相当繁琐的锁扣将人体固定，确保与跑步机跑带垂直，从而才能“跑”——与其说跑，倒不如更像是李宁点燃圣火时的那种空中漫步。
因而，锁扣也有比较高弹性的部分，类似于蹦极的弹力绳，将人稍微刻意的拽到跑带上，肩膀和臀部会感觉到压力，这样才能感觉到摩擦力，真正的跑起来。
空间站的跑步机负重效果是一个变动值，宇航员刚上天，跑步机设定为宇航员自身体重的60%，而后慢慢增加，最终视身体的接受程度，达到85-100%。
——所以下面放的几位太空马拉松，可以理解为他们的真实水准，并没有最终计时的数据那么“快”。
2007年，美国女宇航员苏尼特·威廉斯在国际空间站跑完“波士顿马拉松”，4小时23分46秒，她也是世界上第一个在太空跑马拉松的人 ↓↓
2016年4月25日，英国宇航员蒂姆·皮克为地球上同时间的伦敦马拉松“发枪”，然后自己以3小时35分21秒跑完全程，刷新了吉尼斯世界纪录 ↓↓
插个题外话，上述图片的宇航员（不知道咱们自己宇航员穿的什么牌子），尽管诸如蒂姆·皮克旁边有很明显的伦敦马拉松赞助商、adidas Boost的广告，这些宇航员几乎清一色都选择了 @ASICS亚瑟士 的鞋子。不知是否巧合。
- ARED
ARED全称The Advanced Resistive Exercise Device，字面翻译就是抗阻力训练装置。它的“玩法”比较多样，基本所有肌肉都能锻炼到，深蹲、硬拉、腿部肌群训练、拉伸……等等。
——包括目前不少已经投入商业健身房使用的设备，有些灵感和专利也是来自ARED。
ARED 2008年11月上天，设计使用寿命15年，总寿命预计1120万次（NASA关于ARED的官方资料说明：https://ntts-prod.s3.amazonaws.com/t2p/prod/t2media/tops/pdf/MSC-TOPS-59.pdf ）。
这是加拿大宇航员鲍勃·瑟斯克的锻炼视频 ↓↓
可以看到宇航员在ARED上做深蹲（是否模拟负重未知）时，双手摆放的状态（握住杠杆），也有避免自己飘动的原因。而每次深蹲，ARED实际上是一个双向的过程，相比地面，对锻炼到的肌群更加丰富。
ARED能提供的最大阻力是272公斤，这也是根据重力数据设计出的一个模拟地面的重量。
ARED这一套可以各种拆分组合，也算非常先进了。但如果看得更远一些，跑步机骑行台也好，ARED也好，都依然难堪重任，能提供的效果还是太有限。比如人类未来真的去火星，动辄飞行时间以月计算，那就只能考虑「人造重力」了。
当下的思路是通过离心机模拟地球上的重力，这种离心机像一个滚筒，里面会有一把椅子，离心机带来的被动重力，可能要比失重状态下人主动单项锻炼，效果更好些。
天宫上的锻炼器械
这是我国的天宫内部，2016年陈冬和景海鹏第一次完成太空跑步。天宫的跑步机，履带更接近传统跑步机的滚筒式样 ↓↓
除了跑步机和骑行台外，天空还有用于锻炼肩部和背部肌肉的拉力器，以及下体负压筒。
下体负压筒可以对下半身施加负压，促使血液向下半身流动，改变失重环境中血液朝头部转移的情况，这些也是目前国际空间站通用的失重防护锻炼器。
NASA定制的宇航员太空训练计划
前面提到的马克·古利亚姆斯，为宇航员定制训练计划。每个宇航员的体质和工作职能不同，生理数据差异也很大，训练都是量身定做的。
有一个20分钟版本的宇航员太空训练计划，整个形式接近HIIT——
- 先进行3分钟的热身（跑步机或骑行台）；
- 通过ARED装置完成3组不同训练，而后进行2分钟的冷身，以及运动后的拉伸。
以上图的迈克尔·霍普金斯为例，这是他在空间站的训练视频 ↓↓
俯卧撑（卧推）、硬拉、卷腹和深蹲各100次。当然这些动作在太空和在地面做会有不小的区别。
每小组次锻炼45秒，然后休息15秒，而后再进行下一个动作。
迈克尔·霍普金斯原来是美国空军的一员，身体素质和强度要比科研人员都更好一些。
在地面时，宇航员无论什么职能，都进行了长期且大量的核心、背部、上肢力量训练，以及身体柔韧性和灵活度练习，因为在太空，宇航员会有更多翻转动作，狭小的空间里也需要身体尽可能灵活。
即便只是太空游客，也会被要求进行足够的这方面训练，确保到了微重力环境，你对自己身体依然有足够的掌控力。
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