这是意大利帕尔马附近阴沉、毛毛细雨的一天,两名科学家第一次挑战死亡之墙。
作为一个游乐园景点,长城看起来就像一个顶部被锯掉的巨大木桶。勇敢的骑着摩托车的人在里面飞驰,沿着圆形的墙壁行驶,这一壮举似乎与重力无关。
但运动生理学家加斯帕雷·帕维和瓦伦蒂娜·纳塔卢奇并没有进行摩托车特技表演——他们正在测试一种在月球上跑步的技术。
米兰大学的生理学家阿尔贝托·米内蒂说,如果研究小组的计算正确,未来的月球居民在圆柱体内跑得足够快,将能够留在墙上,而不是漂浮到地面。这表明,这项技术有一天可以为月球居民提供一种类似于地球的新锻炼方式,距离我们的星球约 384,000 公里。
由于月球的引力只有地球的六分之一,因此在月球上锻炼和在这里锻炼有天壤之别。较低的重力意味着人们的身体不会承受与地球上相同的物理压力。跑步时重击人行道或在地球重力(1 g)下做俯卧撑,可以增强肌肉并增强骨骼。但在月球或太空中,肌肉会萎缩,骨头会变脆。研究人员表明,仅仅在太空呆六个月就可以对骨骼的损害相当于衰老十年(SN:22 年 6 月 30 日)。米内蒂说,科学家们正在寻找抵消这些有害影响的方法。
沿着圆柱体的弯曲壁水平运行会产生离心力,这与当水桶在头顶旋转时,水会留在底部(SN:2020 年 7 月 15 日)。足够的力量可以让月球跑步者——以及意大利模拟月球重力的科学家——保持在墙上,让他们体验到接近地球重力的人造重力。
因此,在去年六月那个灰色的日子里,米内蒂的实验室成员帕维和纳塔鲁奇穿上安全带,向科学迈出了一大步。每个跑步者的安全带都连接在一根近 40 米高的起重机上悬挂的弹力绳上。这有效地减轻了帕维和纳塔鲁奇的体重,模仿了月球引力。然后,他们必须弄清楚如何从垂直站立在地面上转变为沿着圆柱体壁水平运行。

帕维首先站了起来。他像一个尝试跑酷的孩子一样径直冲向墙壁。运气不好。他用弹力绳轻轻地滑到地上。经过几次失败的尝试后,帕维从死亡之墙摩托车手那里得到了启发。他以一定角度接近墙壁,沿着螺旋路径逆时针跑上圆柱体底部的小斜坡。突然,帕维几乎水平地移动,鞋子拍打着墙壁,身体几乎与地面平行。
“哇,”米内蒂记得当他在地面上观看时兴奋地尖叫着。 “我知道物理学和数学预测了这一点,”他说,“但当你在现实中看到它时,情况就不同了。”
米内蒂花了近两年的时间才达到这一点。他组织了起重机租赁和游乐园景点的后勤工作,并说服他的大学批准了这项实验。他说,这“不是一个非常正统的要求”。
在帕维和纳塔卢奇的重复跑步过程中,团队收集了包括行走距离、跑步者的脚与墙壁接触的时间以及步数之间的空中悬浮时间等数据。这让他们可以计算跑步者的速度并估计有多少力是在冲刺期间产生的— 大约四分之三的农业,科学家在五月报告英国皇家学会开放科学。
研究小组计算出,如果月球殖民者每天跑八到九圈,即使每隔几圈休息一下,也足以防止骨质流失。他们的结论基于先前研究的数据,这些研究跟踪了人们在卧床休息和运动后的骨密度。米内蒂的团队只有一天的时间进行“死亡之墙”实验,但他心中还有更多问题,比如“墙跑”是否可以直接抵消卧床休息实验的影响,科学家有时用卧床休息实验来模拟低重力对其他健康状况的影响。参与者。
因此,他的大学同意建造一堵自己的墙,称为“月亮墙”或“M-墙”,是为实验室实验而不是游乐园量身定制的。
米内蒂指出了任何想要成为月球跑步者的一个小问题:对速度的需求。他说,他们必须跑得很快,大约每秒 5 到 6 米——大约 5 分钟一英里。但帕维说,你不需要成为一名精英运动员就能在短时间内达到这种速度。它的速度大约是奥运会田径冠军尤塞恩·博尔特创下的 100 米短跑世界纪录的一半。然而,跑得更快会产生更多的人造重力,对身体产生更大的影响。帕维说,例如,如果博尔特以最高速度绕墙冲刺,他可能毫无困难地超过 1 克。
但为了证实这一点,他补充道,“我很乐意测试他。”