航天員乘飛船升空時為什麼要半躺着？

人體耐受過載能力最強的方向是所謂的“胸背向”，即人的前胸到後背的方向。所以為了保障航天員的安全，飛船起飛和返回過程中航天員取“半躺位”是最合適的，這個姿勢既可以使大部分的過載分量作用於航天員的胸背方向，又不影響在此過程中航天員監視儀表和完成必要的操作。

人類要穿越稠密大氣層進行太空旅行，必須克服地球引力的影響。以神舟號飛船為例，飛船要進入近地軌道圍繞地球飛行，必須達到第一宇宙速度，即每秒7.91千米的速度。飛船起飛質量約7.8噸，以威力巨大的長征二號F火箭為運載工具，從我國酒泉衞星發射場起飛，向東偏南方向飛行。火箭一直把飛船推到其入軌點，進入近地點200千米、遠地點346千米的初始軌道，並達到能夠維持飛船繞地球飛行的第一宇宙速度。火箭這段飛行的時間總計不到10分鐘，約583秒，顯然，這是一個不斷加速的過程。加速運動就會有加速度過載，如同我們坐汽車，汽車啟動或加速時，坐車的人就會感到一股力量從車頭方向把人推向車後方向。火箭加速飛行過程中也同樣會有加速度過載，並以火箭運動的反方向作用到飛船中航天員身體上，這種現象也稱為“超重”。

宇宙速度示意圖

加速度過載的度量單位為“g”，長征二號F火箭加速飛行時，作用到人體上的最大過載值接近5g。這是什麼含義呢？通俗點講，5g的過載作用於人體，意味着人將承受自身體重5倍的負荷，這是一個不小的力。其實飛船返回艙返回過程中，由於持續的減速，也會出現超重現象。

我們知道，人體耐受過載能力最強的方向是所謂的“胸背向”，即人的前胸到後背的方向。左右間的側向次之。最薄弱的是“頭盆向”，即人體頭與骨盆的方向。所以為了保障航天員的安全，飛船起飛和返回過程中航天員取“半躺位”是最合適的，這個姿勢既可以使大部分的過載分量作用於航天員的胸背方向，又不影響在此過程中航天員監視儀表和完成必要的操作。

為此，航天員的座椅也是經過特殊設計的，其基本造型就是為了適應航天員半躺的體位。座椅的椅盆配備了按每位航天員體形脱模定製的“賦形座墊”，加上座椅上的繫縛裝置，就可以使航天員穩定舒適地就位。除了防護過載外，對於起飛、返回過程中不可避免會出現的衝擊、振動等力學因素也可起到一定的防護作用。