无重量状态
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无重量状态（むじゅうりょうじょうたい）とは、万有引力および远心力などの惯性力が互いに打ち消しあい、それらの合力が0ないしは0とみなしうる程度に小さくなっている状态。台ばかりで计られるような类の重さ（すなわち重量）が0となっている状态であることから无重量状态と呼ばれる。类义语ないしは同义语としての无重力（むじゅうりょく）という言叶が用いられる。近年では、微小重力という语も用いられる。
无重量环境下の特徴は、无対流、无静圧、无浮力、无沉降、无接触浮游などであり、薬品や合金の制造などにおいて、重力下では実现不能な现象を観察することができる。
无重量状态は、スペースシャトル内、飞行机の放物线飞行(パラボリックフライト、呕吐彗星)によるもの、塔からの自由落下などにより、人工的につくることができる。
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[编集] 无重量と无重力
等価原理の立场からは、そもそも、无重量と无重力を区别する方法は存在しない。万有引力と自転・公転による远心力などの合力を重力とする考え方からは、周回轨道上の人工卫星などで実现される无重量状态では重力が无いということになり、ある种の无重量状态と无重力状态は同义语となる。重力のうちに惯性力を含まず、万有引力と同一视する考え方もあり、この场合は万有引力が0で无いならば无重力とは呼べないので、无重量状态と无重力状态は异なる状态をさすというふうに主张されることもある。
これらの主张の违いは、観点の违いに过ぎず、どの考え方が絶対的に正しいというものではない。
[编集] 人体への影响
まず、体液の循环が変化する。地上では下半身に溜まっていた水分のうち约2リットルは、无重力状态になった数分后には胸部と头部に移动する。その体液が调节机能によって全身に循环されるため、顔がむくみ、首と顔の血管が浮き出るようになり、鼻が诘まって嗅覚や味覚がなくなる。尿の量が増え、体内で吸収される液体が减少するので、血液や体液の量もそれに合わせて减少する。
背が少し（1、2センチ程度）伸びる事にもなる。これは、脊椎の椎骨と椎骨の间にある円盘状の椎间板が、圧迫されなくなるためである。
体内で生成される赤血球の数も、大きく减少する。赤血球の减少は4日以内に始まり、40 - 60日ほどで安定する。原因には二説ある。一つは、无重力状态では血液量が减るため、同时に赤血球も减る事になるというもの。もう一つは、血液が上半身に移动する事で、血液が多过ぎると体が勘违いし、赤血球を减らしてしまうというもの。
长い间、无重力状态（微少重力环境）に晒されていると、骨が脆くなる。これは、骨が圧力を受けるほど太くなり、逆に负荷が减ると细くなってゆくという性质を持つためである。さらに、骨が细くなる过程で浸出するカルシウムが尿に含まれるようになるので、肾臓结石のリスクも高まる。また、カルシウムが不足すれば骨粗松症にもなりやすくなる。无重力状态では1ヶ月に约1パーセントの割合で骨の质量が减少するので、10ヶ月も过ごせば地上で30歳から75歳まで年を取った分に相当する骨の无机成分が失われる。
骨だけでなく筋肉にも影响が现れる。筋肉が萎缩し、筋肉の结合组织も退化する。心臓もその例外ではなく、无重力环境下では重力に抵抗して血液を送り出す必要がなくなり、かつ前述の通り血液の量が减少するため、自然と筋肉への负荷が弱まり、结果的に心筋そのものも弱ってしまう。なお、このような骨と筋肉の退化を避けるため、宇宙飞行士は日に3、4时间の运动をする。
睡眠时に、姿势に気を付けなければ窒息するおそれもある。これは生理学的な要因によるものではない。単纯に无重力状态では空気の対流が起こらないため、呼気の二酸化炭素が顔の周りに停滞しやすくなるからである。
复数の人间が密室にいるような状况であれば、感染症のリスクも高まる。これは、くしゃみや咳によって唾液とともに空気中に飞散する微生物が、无重力状态では拡散しないためである。地上であれば大量の细菌を含む唾液はそのまま地面に落ちるが、无重力状态だとその水滴は细かい雾状となる。これを、他人が吸い込んでしまう可能性がある。初期の宇宙探査ミッションでは、半分以上の宇宙飞行士が軽度の感染症に悩まされていた（アポロ计画では船内の杀菌が念入りになったため、感染症は大きく减少した）。
[编集] 无重力下で起こる特殊な现象
- 炎 - 上升気流ができないため、炎は球形となる。また、新しい酸素が供给されにくいためにすぐに消えてしまう。
- ラーメンー无重力化においては増大した表面张力によって麺にスープが均等にまとわりつき、见た目にはスープが无いのにテラテラと光っている姿は、さながらダシを吸って伸びきったような状态に见える。无重力化でラーメンはどうなるかと実験したテレビ番组では何とか食べることは出来るが、食べづらいと结论つけている。
[编集] 参考文献
- フランセス・アッシュクロフト 『人间はどこまで耐えられるのか』 矢羽野薫訳 河出书房新社 ISBN 4-309-25160-9 2002年5月
