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。

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。

AREDARED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。

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。

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。