| 微重力代表一种受力环境，它是指在这种环境中的有效重力水平极低。具体而言，若按照“微重力”术语的英文“Microgravity”的原意，它是指该环境中的重力水平为地球表面处重力的百万分之一。在力学里，我们可以这样表示一个微重力环境：ge/g0=0(10-6)，这里ge为所研究环境中的重力加速度，g0则为地面处的重力加速度。当然，目前也有许多广义的理解，把微重力理解为微小重力(或者说“低重力”)，此时低重力的值通常为地面重力的万分之一 (10-4g0)。其实，人们常常提到的“失重”，就是微重力的另一种说法。 哪里存在微重力环境呢?不言而喻，远离地球的太空环境就是一种微重力环境。从牛顿万有引力定律可知，两个物体间的引力和它们的质量成正比，和它们之间距离的平方成反比。所以，不难算出，若要使得距离地心L 处的环境满足微重力条件，要求L/R≧103(这里R 为地球半径)。就是说，距离地球为地球半径的一千倍的空间，就是微重力环境了。 但是，在地球表面也可以形成微重力环境。例如，在一个自由落体的系统里，就可以造成一种“失重”的状态，因为地球的引力(即重力)用于产生物体下落的加速度了，这便是微重力环境。又如，围绕地球转动的空间飞行器，地球的引力(即重力)和飞行器运动产生的离心力相平衡，飞行器中也是一个微重力环境，所以航天员感觉到自己的身体是飘浮的——失重了!这样，我们就知道在地面获得微重力的手段为什么是落塔(或落井)了。当然，由于它们高度的限制，微重力时间很短，一般均以秒计。而各种空间飞行器(如美国的航天飞机和空间实验室，俄罗斯的和平号空间站)则可以提供数天到数年的微重力环境。 此外，人们还建立另一类装置，可以进行微重力所实验，那就是“水池”，利用水的浮力来消除重力的效应。 微重力是一种宝贵的资源，借此，人类可以进行地面上难以进行的科学实验，进行新材料和药物的生产、生命科学和生物技术的探索等等。微重力科学就是研究微重力环境中的科学规律，地面上被重力掩盖掉的许多现象可能被揭示出来，并可能会在生物技术、材料制备、能源环境等领域有着广阔的应用前景。 来源：力学园地，作者：何郁。 |
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