長期以來，人造引力一直是科幻小說的內容，想像一下《2001太空漫遊》和《火星人》等影片中出現的輪狀飛船，它們在太空中旋轉，產生自身的重力。現在，來自科羅拉多大學博爾德分校的一個團隊正在努力使這些技術成為現實。由航天工程師託林·克拉克領導的研究人員，雖然還不能模仿好萊塢電影的那些創造。但正在設想設計旋轉系統的新方法，這些系統可能適用於未來空間站甚至月球基地。
太空人每天只能爬進這些房間鍛鍊幾個小時，以彌補重力的缺失，想想水療，但對減肥的影響。該研究機構希望，有一天他們的研究將有助於太空人在太空探險時保持健康，使人類能夠比以往任何時候離地球更遠，並在太空停留更長時間。但首先，克拉克的團隊需要解決一個困擾人工重力支持者多年的問題：暈動病。太空人在太空中會經歷骨質疏鬆、肌肉萎縮、心血管疾病惡化等等。如今，有一系列零碎的對策來克服這些問題，但人造引力很棒，因為它可以同時克服所有這些障礙。
奇怪的感覺
克拉克自己在校園裡的一個房間裡進行了測試，房間並不比普通辦公室大多少。工程師躺在一個看起來像醫院輪床的金屬平臺上，這是工程師稱之為短半徑離心機機器的一部分。快速倒計時之後，平臺開始繞著房間旋轉，先是慢慢地，然後越來越快。尼古拉斯·德姆比薩克(Nicholas )是一名航空航天工程專業的本科生，也是實驗室的研究助理。Dembiczak通過麥克風說：你現在每分鐘轉15圈，然而，克拉克似乎並不介意，並表示這很有趣。
這也是地球上的科學家們，能找到最接近太空中人造引力如何工作的方法。離心機產生的角速度把他的腳推向平臺底部——幾乎就像他站在自己的重量之下。但是這種重力有一個問題，任何去過遊樂園的人都很熟悉。如果克拉克在旋轉時將頭轉向兩邊，他會體驗到一種被稱為「交叉耦合錯覺」的感覺——內耳受損，讓你感覺自己在翻滾。克拉克實驗室的研究生凱薩琳·布雷特爾(Kathrine Bretl)說：這是一種非常奇怪的感覺。幾十年來，工程師們一直認為這種暈車是人造重力的一大障礙。
緩慢的加速
在近期的一系列研究中，這對夫婦和同事著手研究噁心是否真的是人工重力的代價。換句話說，太空人能訓練他們的身體，承受像輪子上的倉鼠一樣在原地打轉所帶來的壓力嗎？研究小組首先招募了一組志願者，並對他們進行了為期10次的離心實驗。但與大多數早期研究不同的是，科羅拉多大學博爾德分校的研究人員進展緩慢。他們首先以每分鐘一圈的速度旋轉受試者，只有當每個受試者不再體驗交叉耦合錯覺時，他們才會加快旋轉速度。
儘量避免暈車，因為研究的目的就是讓暈車變得可以忍受，個性化的方法奏效了，到第10次實驗結束時，研究對象都在舒適地旋轉，沒有任何錯覺，平均速度約為每分鐘17個旋轉。這比以往任何研究都要快得多，該研究小組在《前庭研究》上發表了這項研究結果。這項研究有力地證明，人造引力可能是未來太空旅行的一個現實選擇，就我們所知，基本上任何人都能適應這種刺激。
在正在進行的研究中，研究人員還將訓練的次數增加到50次，發現人們可以用更多的時間旋轉得更快。但在你看到位於國際空間站頂部的人造重力室之前，還有很多問題要回答：例如，訓練的效果能持續多久，太空人需要多少重力才能抵消肌肉和骨骼的損失？然而，布雷特爾希望這項研究能讓科學家們相信，人造引力並不只是大片中才會出現。該研究重點是讓更多的人認為，人造引力可能沒有那麼瘋狂，也許它在科幻小說之外還有一席之地。
博科園｜研究/來自：科羅拉多大學博爾德分校參考期刊《AIAA》DOI: 10.2514/6.2018-5358博科園｜科學、科技、科研、科普