近日，长征二号F运载火箭托举神舟十五号载人飞船顺利起飞，护送费俊龙、邓清明、张陆3名航天员进入太空，圆满完成了中国空间站“天宫”建造阶段的最后一次发射任务，是我国航天史上首次实现空间站三舱三船组合体和6名航天员在轨驻留。
随后，太空划船机、太空健身车、太空跑步机……一系列“太空健身黑科技”引起社会热议。记者查阅资料发现，实际上，我国航天员已经有了多次太空健身体验。2012年，航天员刘洋首次在天宫一号上使用澳瑞特自行车功量计；2016年，由澳瑞特公司研制的太空健身车和太空跑步机随“天宫二号”进入太空，成为神舟十一号航天员乘组的健身利器；2021年，澳瑞特“升级版”太空健身车和太空跑步机陪伴神舟十三号航天员乘组完成了整个太空之旅。
航天员为何需要太空健身？太空健身与地面健身有何不同？12月1日，记者联系到了澳瑞特体育产业股份有限公司航天项目组主任薛安虎。
航天员为何需要太空健身？
据了解，载人空间站“天宫”设计寿命为10年，长期驻留3人。对于长期驻留空间站的航天员来说，身体和心理的健康状况是一个不可忽视的问题，太空健身应运而生。
薛安虎在接受采访时表示：“在地球上，血液循环要对抗重力，心血管系统会‘分配’更大的力把血液泵压到上半身。但在失重环境下，流向上半身的血液不需要更大的力量，心血管系统却按照原比例分配力量，因此血液会过多流向上半身，尤其是脑部。”
“同时，在失重环境下，人体的肌肉，包括躯干、膝盖和肩部等部位的肌肉会开始萎缩，力量会明显减弱，因为这些肌肉不需要克服重力来做功，因此几天便会‘不用则废’。另外，在没有重力牵引的条件下，人体骨质会迅速流失，骨骼细胞再生和发育减缓，骨头变得脆弱。地球上老年女性的骨质流失速度为每年1%，而一名宇航员，无论男女，在太空中的骨质流失速度为每个月1%。”薛安虎介绍。
“如果此后航天员永远生活在太空，这种适应性变化不是问题。但航天员最终要返回地球生活，如果不采取措施，航天员返回地面后就无法重新适应地面上的重力环境。”薛安虎告诉记者，在轨锻炼是帮助航天员减少肌肉萎缩和骨量丢失不可或缺的方法，因此，太空中的航天员每天必须进行科学锻炼。
对产品重量“克克计较”
太空健身十分重要，但由于各种条件所限，实现太空健身并非易事。2006年，中国航天员科研训练中心开始在全国范围内寻找合适的健身器材合作伙伴，为我国航天员在轨飞行配备相应的失重防护锻炼设备。
当年6月，澳瑞特体育产业股份有限公司正式接受了研制“天宫一号”自行车功量计的重要任务，自此开启了研制航天产品之旅。
载人航天产品，质量不容差错。虽然澳瑞特是国内老牌的健身器材生产厂家，但对航天产品研制却是“两眼一抹黑”，要完全从零开始。面对缺乏经验，缺少资料，没有工程型号管理方法等困难，澳瑞特航天项目组开始了艰难执着的探索。为了能让航天员在太空用上科学、安全、有效的锻炼设备，澳瑞特的研发之路一走就是十六年。
项目组遇到的第一个难题是重量的限制。“航天产品对重量的要求相当苛刻，在当时，发射一克的重量成本相当于1克黄金的价格。为了解决这一难题，项目组成员白天在车间、试验室做实验，晚上在办公室钻研，技术员购买了仿真分析软件，对每个零部件进行多次优化设计。”薛安虎回忆，“从材料到结构，从强度到外观，最终产品护壳采用了碳纤维材料，曲柄和螺丝钉均采用钛合金材料，机架采用强度高、重量轻的铝合金材料。”
薛安虎告诉记者，同样功能的健身器材，在地面基本不受重量限制，调节阻力方式有多种选择，材料也可以选择钢材、塑料件等，但把它放入太空，要求就高出许多。“航天器上的重量设计都是‘克克计较’，可靠性、耐久性、总重量、总体积等方面都有相应的指标，还要保证使用中、阻尼调节中不能产生任何粉尘飘逸。”
这些硬约束，要求太空健身器材在材料上必须寻求突破，既要轻又必须有足够的刚度，在结构上既要安全又要简约，便于航天员操作。薛安虎介绍，“拿太空跑台束缚系统举例，它是航天员在轨锻炼的重要装备。为了航天员穿着舒服，仅一套束缚我们就做了近20套样品，在航天员中心不停地试用，持续地改进，最终定型。”
在我国载人航天事业中，像这样的研发故事还有很多，也正是研发人员这种“鸡蛋里面挑骨头”的苛刻，让从零开始的澳瑞特有底气确保产品“不带任何问题交付，不带丝毫故障上天”。
微重力抗阻锻炼装置全新亮相
值得一提的是，除了在天和核心舱的锻炼区配置太空跑台、太空自行车等健身器材，澳瑞特还在实验舱配置了新研发的微重力抗阻锻炼装置等体能锻炼设备，以全面满足航天员在轨锻炼需求。
“微重力抗阻锻炼装置类似于划船器，主要用于航天员肌肉力量的锻炼，可以进行划船、深蹲、硬拉等基本体能锻炼动作。阻力源采用旋转的飞轮，其工作原理类似于小朋友玩的溜溜球，航天员经过专业训练可自适应调节阻力以满足在轨锻炼需求。”薛安虎向记者介绍，该装置不依赖于重力，由可自由选择配重的飞轮组成，以飞轮进行旋转时产生的惯性作为航天员的锻炼负荷，航天员可以通过飞轮进行离心与向心运动锻炼，进行更大负荷、全身或单一关节的高级抗阻训练，解决了长期航天飞行中失重性肌肉萎缩和骨丢失的问题。
“与地面产品不同，航天产品常常是单台生产，要投入巨大的人力、物力，一台产品下来，产品论证费用、分析费用、试验费用的占比很大。即使这样澳瑞特仍视国家任务为己任，以为国奉献为荣。”薛安虎表示，这也大大提升了公司的研发、制造和检验能力，锻炼了一支吃苦耐劳、敢于担当的技术队伍。
龙头企业带动行业水平提升
“无论是在全民健身器材领域还是专注航天健身器材方面，我们都凭着一股钻劲、拼劲和韧劲，以工匠精神雕琢每一款产品，努力把产品做到最优。”澳瑞特公司董事长郭旭刚表示，澳瑞特公司将紧盯《健康中国2030纲要》谋划未来，把目光投向运动康复产品市场，把发展创新的风帆推向应对未来老龄化社会和慢性病患者的运动干预，助力体育强国、健康中国战略早日实现。
澳瑞特成功研发太空健身器材是近年来我国由制造大国不断向制造强国迈进的生动写照。
近三十年来，中国文教体育用品协会不断推进文教用品行业企业加快技术进步和产业升级，特别是近年来，得力集团、齐心集团等先后引进国外先进技术，建成大规模现代化、自动化分拣物流中心，推进两化融合，坚定迈向智能制造；泰山集团、康力源、英吉多等引进先进技术，加大研发，跻身高端市场；澳瑞特、舒华、汇祥、大胡子等健身器材企业研发和生产出具有“智能化功能”的健身器材新品，信步走上“互联网+健身”的升级之路；广博集团积极探索依托现有制造业嫁接互联网新经济；威海光威先后突破CCM40J、CCM50J、CCM55J、CCF1000碳纤维关键技术，形成碳纤维全产业链，跻身军民融合产业……在这些龙头企业的带动下，行业的科技能力和现代化水平得到进一步提升，并不断获得国家级、部级等各类科技进步奖项和荣誉。
目前，行业在体感运动、智能健身、负压康复仓、现代办公设备、环保画材等多项关键技术上取得新突破，有43项优秀科技成果先后获得中国轻工业联合会科技发明、科技进步奖项。
体育用品行业是满足人民生活健康需求的民生产业。中国文教体育用品协会相关负责人也曾在接受采访时指出，近年来，我国文体用品行业作为建设文化强国、体育强国、健康中国重要的一环，正发挥出愈发不可替代的作用。
