科普|航天员为什么躺着上太空？

历次的载人航天活动直播中，无论是几位航天员执行任务，我们都会发现航天员们在返回舱中半躺着登上太空。而在地球上，无论我们是坐车还是坐飞机，都是坐直在座位上的。这是为什么呢？

神舟九号成员组

我们从航天员升空的过程中寻找一些蛛丝马迹吧！

首先，为了能够升空，必须克服地球引力的影响。以神舟飞船为例，飞船要进入近地轨道围绕地球飞行，必须达到第一宇宙速度，即7.9km/s。

宇宙速度示意图

以神舟飞船为例，发射时，长征二号F火箭携带起飞质量约7.8吨的飞船，从酒泉卫星发射场起飞。火箭推着飞船升空直到到达飞船的入轨点。随后，飞船进入近地点200km、远地点346km的初始轨道，并达到第一宇宙速度来维持绕地球飞行。

长征2F火箭发射

火箭带着飞船从点火到送飞船入轨，这个过程实际上不到10分钟，大约有583秒。当然，火箭和飞船在这个过程中不断加速，并对其中的航天员产生加速度过载，比如我们坐汽车，汽车启动或加速时会感受到往后推的力，这就是加速度过载。

加速度过载用重力加速度g来表示，在长征2F运载火箭飞行时，航天员受到的最大过载值接近5g。也就是说，航天员将承受自己体重5倍的负荷，这是一个不小的力。如何才能使航天员耐受如此大的力，保证他们的安全呢？答案竟然是躺着。

人体耐受过载能力最强的方向是“胸背向”，即人的前胸到后背的方向。左右间的侧向次之。最薄弱的是“头盆向”，即人体头与骨盆的方向。所以为了保障航天员的安全，飞船起飞和返回过程中航天员取“半躺位”是最合适的，这个姿势既可以使大部分的过载分量作用于航天员的胸背方向，又不影响在此过程中航天员监视仪表和完成必要的操作。

杨利伟在返回舱中

为此，航天员的座椅经过特殊设计，其基本造型就是为了适应航天员半躺的需要。座椅的椅盆配备了按每位航天员脱模定制的“赋形坐垫”，加上座椅上的系缚装置，就可以使航天员稳定舒适地就位。

为神舟六号设计的赋形坐垫

除了防护过载外，对于起飞、返回过程中不可避免会出现的冲击、振动等力学因素也可起到一定的防护作用。