人工重力

《人工重力》系統地介紹了在航天飛行防護措施探索過程中採用人工重力這一大膽設想，並依據這一設想所開展的相關工作及結果。其中對失重生理學相關內容的系統闡述，對於指導後續的失重防護措施和方法的研究具有重要意義。書中詳實的實驗結果和機理敍述，對科學問題的系統梳理和歸納，不僅可以指導科研人員開展相關的研究工作，對於攻讀航天醫學的研究生是非常好的教材。 ^[1] 

第1章重力概述

1.1為什麼要採用人工重力

1.2火星任務構想

1.3失重的危害

1.3.1骨丟失

1.3.2肌肉萎縮

1.3.3心血管功能失調

1.3.4感覺－運動功能失調

1.3.5調節生理學

1.3.6人的因素

1.4火星表面活動

1.5現在的對抗措施

1.5.1在軌對抗措施

1.5.2對抗措施的研究

1.6人工重力是一種綜合對抗措施

參考文獻

第2章人工重力物理學

2.1什麼是人工重力

2.1.1定義

2.1.2如何產生人工重力

2.2旋轉產生的人工重力

2.2.1重力大小

2.2.2重力梯度

2.2.3科里奧利力

2.3人的因素考慮

2.3.1重力大小

2.3.2轉速

2.3.3重力梯度

2.3.4舒適域

2.4設計方法

2.4.1連續人工重力：旋轉航天器

2.4.2間歇人工重力：內部離心機

參考文獻

第3章人工重力歷史

3.1概念

3.1.1人工重力和航天旅行的歷史

3.1.2科幻小説

3.1.3科學研究

3.2人工重力的試驗

3.2.1動物飛行試驗

3.2.2人類太空經驗

3.3地面離心機試驗

3.3.1長臂離心機

3.3.2短臂離心機

3.3.3人力離心機

3.4小結

參考文獻

第4章人工重力的生理學對象：感覺-運動系統

4.1感覺-運動系統的結構和功能

4.2空間定向

4.2.1視覺定向

4.2.2感覺重新調整

4.2.3“垂直”的感知

4.2.4駕駛期間的空間失定向

4.3運動病

4.3.1感覺衝突模型

4.3.2離心機誘發的運動病

4.3.3科氏加速度刺激引發的運動病

4.4眼動

4.4.1離心過程中的眼動

4.4.2眼球反轉

4.4.3速度存儲

4.5頭部及手臂運動，以及物體操作

4.5.1微重力環境

4.5.2旋轉環境

4.6姿態和步態

4.6.1重力作用

4.6.2人工重力影響

4.7結論

參考文獻

第5章人工重力的生理學對象：心血管系統

5.1心血管生理學

5.2太空飛行的影響

5.2.1飛行期間

5.2.2飛行後

5.3超重的影響

5.3.1超重對肺的急性影響

5.3.2超重對體循環的急性影響

5.3.3超重對鍛鍊肌肉氧獲取的急性影響

5.4長臂和短臂離心機

5.5短臂離心作為一種對抗措施

5.5.1卧牀研究

5.5.2乾性浸水

5.6航天和卧牀中其他類似重力的對抗措施

5.6.1下體負壓

5.6.2卧牀期間站立和散步的效應

5.7雙人自行車系統

5.8結論

參考文獻

第6章人工重力的生理學對象：神經肌肉系統

6.1廢用對肌肉單纖維的影響

6.1.1結構

6.1.2肌球蛋白重鏈

6.1.3收縮特性

6.2脱鍛鍊和廢用對整個肌肉的影響

6.2.1結構

6.2.2肌肉構造

6.2.3力量和能量

6.2.4肌肉能量代謝

6.2.5肌肉的易疲勞性

6.2.6肌腱機械特性

6.2.7肌肉損傷

6.2.8神經驅動和肌肉運動能力

6.3防護效應

6.3.1有氧鍛鍊

6.3.2阻力鍛鍊

6.3.3企鵝服

6.3.4下體負壓

6.3.5電刺激

6.3.6人工重力

6.4結論

參考文獻

第7章人工重力的生理學目標：骨的適應過程

7.1引言

7.2骨生物學基礎

7.2.1作為器官的骨

7.2.2作為組織的骨

7.2.3作為材料的骨

7.3骨的機械功能

7.3.1應變和應力

7.3.2老化

7.3.3幾何和結構特性

7.4骨的適應過程

7.4.1骨建造

7.4.2骨重建

7.4.3力調控理論

7.4.4縱向生長

7.4.5肌肉收縮對骨的重要作用

7.4.6鍛鍊對骨的影響

7.5體內平衡

7.6超重骨研究

7.6.1過去的研究

7.6.2研究問題

參考文獻

第8章人工重力中前庭、自主神經和骨骼系統的交互作用

8.1引言

8.2中樞前庭自主神經通路

8.3前庭對心肺調節的影響

8.3.1心血管調節

8.3.2呼吸系統

8.4前庭對骨礦化作用的影響

8.5前庭對下丘腦調節的影響

8.6採用人工重力作為對抗措施的啓示

參考文獻

第9章人工重力、生理系統和營養代謝之間的相互影響

9.1引言

9.2能量攝入和宏量營養素的供給

9.2.1能量攝入

9.2.2蛋白質補充

9.2.3胰島素抵抗

9.3維生素與人工重力

9.3.1維生素A

9.3.2維生素K

9.3.3維生素B6

9.4礦物質與人工重力

9.4.1鈣和維生素D

9.4.2磷和鎂

9.4.3鈉

9.4.4鉀

9.4.5鐵

9.5人工重力對胃腸功能的影響

參考文獻

第10章人工重力和免疫系統功能

10.1太空飛行的效應

10.2人工重力研究中免疫方面的設計

10.2.1樣本採集

10.2.2心理應激測量

10.2.3生理應激

10.2.4免疫系統狀態

10.3潛伏病毒再激活

10.3.1EB病毒

10.3.2鉅細胞病毒

10.3.3水痘帶狀皰疹病毒

10.3.4在人工重力研究中定量病毒再激活

參考文獻

第11章人工重力的醫學、心理學和環境問題

11.1引言

11.2航天醫學

11.2.1太空飛行的環境危害因素

11.2.2生活艙內部的環境危害

11.2.3心理危害

11.2.4微重力

11.2.5飛行醫生的作用

11.3人工重力研究中的醫學監督

11.3.1暈厥

11.3.2先兆症狀

11.3.3心率

11.3.4血壓

11.3.5運動病

11.3.6心律失常

11.4危急情況

參考文獻

第12章人工重力研究中的安全問題

12.1通用安全原則

12.1.1系統安全

12.1.2安全分析技術

12.1.3通用安全小結

12.2離心機系統設計中要考慮的危險

12.2.1機械危險

12.2.2危險能源控制（鎖定或標識）

12.3離心機設計中的安全

12.3.1結構設計

12.3.2驅動系統

12.3.3控制系統

12.3.4獨立的剎車系統

12.3.5電氣系統

12.3.6通話與監視

12.3.7聯鎖系統

12.3.8緊急出口

12.4設備安全因素

12.4.1建築物的空間佈局

12.4.2暖通空調系統

12.4.3應急電氣設施考慮

12.4.4建築材料

12.4.5火災監測報警及抑制系統

12.4.6照明

12.5受試者安全

參考文獻

第13章研究建議

13.1引言

13.2可能的研究工具

13.3動物模型

13.3.1靈長類動物

13.3.2大鼠

13.3.3小鼠

13.4關鍵問題

13.4.1生理功能失調

13.4.2航天員的健康和活動

13.4.3其他航天環境因素

13.4.4飛行艙的設計和任務設計

13.5建議

13.5.1人工重力作為多用途防護措施

13.5.2人工重力裝置

13.5.3重力研究的需求

13.5.4防護措施的有效性

13.6實驗方法學

13.6.1非卧牀研究

13.6.2卧牀實驗

13.6.3在軌飛行研究

13.7結論

參考文獻