航天員是人類探索太空的先驅，他們在太空中執行各種重要的任務和實驗，為人類的科學進步和社會發展作出貢獻。
但是，太空環境對航天員的身體也有很大的影響，如果不采取有效的措施，航天員的健康和安全會受到威脅。
因此，航天員在太空中要每天鍛煉身體，以對抗失重環境帶來的不利影響。
失重環境對航天員身體的影響
失重環境是指沒有重力或重力很小的環境，例如太空站或軌道飛行器。
失重環境會導致航天員身體發生一系列的適應性變化，主要包括以下幾方面：
心血管系統：失重環境會導致航天員體內的血液向上半身和頭部轉移，使得心臟負荷增加，血壓升高，血容量減少，心率減慢。
這些變化會影響航天員的心肺功能和耐力。
肌肉系統：失重環境會導致航天員的肌肉張力降低，肌肉質量和力量減少，尤其是下肢和軀幹的肌肉。
這些變化會影響航天員的運動能力和協調性。
骨骼系統：失重環境會導致航天員的骨骼負荷降低，骨骼代謝失衡，骨質流失和骨密度下降，尤其是承重部位的骨骼，如脊柱、髖關節和膝關節。
這些變化會增加航天員的骨折風險和骨質疏松症的發生率。
內分泌系統：失重環境會導致航天員的內分泌平衡紊亂，激素水平改變，如促甲狀腺激素、生長激素、皮質醇、胰島素等。
這些變化會影響航天員的新陳代謝、免疫功能和應激反應。
神經系統：失重環境會導致航天員的平衡感受器、本體感受器和視覺感受器之間的信息不一致，造成空間定向障礙、暈動症、眼球運動異常等。
這些變化會影響航天員的認知能力、注意力和情緒狀態。
隨著飛行時間的延長，這些適應性變化會越來越嚴重。
如果航天員永遠生活在太空中，這種適應性變化不是什麼問題。
問題是，航天員最終要返回地球生活，如果不采取措施防止或減少這些變化，航天員返回地面後就不能再適應地面上的重力環境。
他們可能會出現頭暈、惡心、虛弱、關節疼痛、行走困難等症狀。
失重環境下航天員鍛煉身體的方法
為了克服失重對人體的不利影響，保證航天員健康、高效的工作能力，就必須要采取對抗防護措施。
在軌鍛煉就是幫助航天員減少肌肉萎縮和骨量丟失的不可或缺的方法。
因此，太空中的航天員，每天都要進行科學的體育鍛煉。
根據不同國家和機構的情況，太空中的航天員每天要進行1-2小時左右的鍛煉。
他們使用特殊設計的器械和裝置，在失重環境下模擬地面上的運動方式和強度。
主要有以下幾種類型：
有氧運動：有氧運動是指能提高心肺功能和耐力的運動，如跑步、自行車等。
在太空中進行有氧運動需要使用跑步機或自行車功量計等設備，並配有束縛帶或彈性帶等裝置，將航天員固定在設備上，並施加一定程度的壓力或阻力，模擬地面上跑步或騎車時所受到的重力作用。
抗阻運動：抗阻運動是指能增強肌肉力量和大小的運動，如舉重、拉伸等。
在太空中進行抗阻運動需要使用抗阻鍛煉裝置或拉力帶等設備，並根據不同部位和目標調節阻力大小和次數，模擬地面上使用杠鈴或彈力繩等器械進行訓練時所受到的阻力作用。
對抗失重裝置：對抗失重裝置是指能模擬地面上全身或局部承受重力作用的裝置，如企鵝服、下體負壓筒或套帶等。
企鵝服是一種內有彈性束帶系統的服裝，能向航天員全身施加縱向力；下體負壓筒是一種能為航天員下肢提供負壓環境的筒形裝置；套帶是一種能部分阻滯下肢靜脈回流的裝置。
這些裝置的作用是模擬地面上的重力對航天員身體的作用，從而減少失重環境對航天員心血管系統、肌肉系統和骨骼系統的不利影響。
失重環境下航天員鍛煉身體的效果
通過在軌鍛煉，航天員能夠有效地對抗失重環境對身體的影響，保持身體健康和工作能力。
根據不同的研究和數據，失重環境下航天員鍛煉身體的效果有以下幾方面 ：
減少骨質流失：通過在軌鍛煉，航天員能夠減少骨質流失的速度和程度，保持骨骼的強度和穩定性。
例如，在國際空間站工作的航天員，通過使用抗阻鍛煉裝置，能夠將脊柱骨密度的平均每月下降率從0.9%降低到0.4%，將髖關節骨密度的平均每月下降率從1.4%-1.5%降低到0.7%-0.9%。
保持肌肉力量：通過在軌鍛煉，航天員能夠保持肌肉的力量和功能，防止肌肉萎縮和萎縮性病變。
例如，在國際空間站工作的航天員，通過使用抗阻鍛煉裝置，能夠將下肢肌肉力量的平均每月下降率從11%-17%降低到3%-4%，將上肢肌肉力量的平均每月下降率從6%-11%降低到2%-3%。
提高心肺功能：通過在軌鍛煉，航天員能夠提高心肺功能和耐力，改善血液循環和氧氣利用。
例如，在國際空間站工作的航天員，通過使用跑步機或自行車功量計等設備進行有氧運動，能夠將最大攝氧量《VO2max》的平均每月下降率從3%-5%降低到1%-2%，將心率恢復時間《HRR》的平均每月延長時間從10秒-15秒縮短到5秒-10秒。
促進心理健康：通過在軌鍛煉，航天員能夠促進心理健康和情緒穩定，緩解太空生活帶來的壓力和孤獨感。
例如，在國際空間站工作的航天員，通過在軌鍛煉，能夠提高自我效能感、自信心和滿意度，降低焦慮、抑鬱和敵意等負面情緒。
綜上所述，航天員在太空中為什麼要每天鍛煉身體？答案是：為了對抗失重環境對身體的不利影響，為了保持身體健康和工作能力，為了適應太空生活和返回地球生活。
航天員在太空中鍛煉身體的方法是：使用特殊設計的器械和裝置，在失重環境下模擬地面上的運動方式和強度。
航天員在太空中鍛煉身體的效果是：減少骨質流失、保持肌肉力量、提高心肺功能、促進心理健康。