微重力環境

對於地球表面的物體或軌道飛行器而言, 其有效重力由所受到的重力與運動所產生的慣性離心力共同決定;微重力這一概念嚴格講是指g×10的負6次方的有效重力加速度, 可拓展至描述不同的低重力水平, 常用g×10的負m次方(m 為正整數)表示 ^[1]  .航天器在軌運行時會受到地球引力以外的各種干擾力的作用，達不到完全的失重狀態，而是一種“微重力”環境。

“微重力”是對“失重”的偏離，其大小通過航天器所受到各種干擾力的加速度來度量，也稱為微重力加速度。干擾力來源包括多個方面，既有外界的固有攝動力，也有航天器系統內部的各種作用力。大氣阻力、太陽光壓、重力梯度效應以及軌道機動、姿態控制、設備的運轉和動作，還有乘員的活動，都會影響空間站上的微重力加速度水平。

為保障微重力科學實驗的順利開展，國際空間站設計了“微重力”飛行模式。這種模式要求空間站能夠為至少 50% 的有效載荷提供至少連續 30 天、每年持續 180 天的微重力環境 ^[2]  。

重力實驗期間，需避開艙段對接、軌道維持等明顯的動作過程，並儘量避免噴氣進行姿態控制，以獲得更好的振動/瞬態微重力環境。為了順利開展高微重力要求的科學實驗，需要採取措施消除或減輕空間站平台設備對載荷造成的干擾，為載荷設計減振系統是發展空間微重力應用道路上需要解決的技術難題。

在近地空間條件下，由於航天器位置調整、軌道高度、航天員活動等因素引起的重力級別一般為g×10的負6次方~g×10的負4次方，因此飛行器中各種物體均處於微重力狀態，許多物理現象如對流、浮力、流體靜壓力、沉降等將會消失，因此微重力對生物體機能會產生重大影響，已經證實，微重力環境可以影響航天員健康的多個方面，包括骨丟失、肌肉組織代謝與形態功能、心血管系統功能、免疫系統及功能等。 ^[3]