在月球行走能有多塊？“平均值為1.4米/秒”

還記得阿波羅太空人在月面上蹦蹦跳跳地行走嗎?其實人類在月球上可以走得更快，甚至超過理論預期。圖片來源：ABCnews

只要看過尼爾·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)首次在月球上漫步的影片，你就一定會被他異乎尋常的步態所吸引。不過，與大多數人認為的剛好相反，太空人在月球上獨特的步態並不是重力太低的結果。Wyle科學、工程及技術實驗室的科學家約翰·德威特(John De Witt)解釋說，早期的太空衣不是設計用來行走的，因此太空人只能將就著太空衣做出有限的動作。

美國航空航天局負責飛船外活動生理學、系統及演示項目的麥可·格恩哈特(Michael Gernhardt)想更深入地了解人類在低重力環境下會如何運動，包括速度多快時我們會從步行轉變成奔跑，以便設計出允許更自由運動的現代太空衣。

在地球上測試月面重力下我們會如何運動的唯一準確方法，就是搭乘NASA改裝過的DC-9飛機，在作俯衝拋物線飛行降低機上感受到的重力的同時，開始起跑。德威特和他的同事布倫特·愛德華茲(Brent Edwards)、梅莉莎·斯科特-潘多夫(Melissa Scott-Pandorf)及詹森·諾克羅斯(Jason Norcross)一起，召募了3名太空人和其他5名能在俯衝的飛機上忍住噁心的受試者，在實驗中檢驗他們的奔跑。

“俯衝的飛機上可不太舒服，”德威特回憶說，“如果你感到噁心，那就完了。我們想要確保我們找的人能夠適應飛行。”一旦受試者登上飛機，實驗團隊每次俯衝時只有20秒時間，機上的重力相當於地球重力的1/6。只有在這些時間段內，他們能夠測試被設定成不同速度的跑步機上，受試者是在步行還是在奔跑。不過，德威特回憶說，在頭幾次拋物線飛行時的手忙腳亂之後，實驗進展得非常。

回到地面上之後，德威特及其同事分析了受試者從步行逐漸轉變成奔跑的速度。德威特解釋說，“奔跑是指有雙腳會周期性地同時離開地面。”按照理論計算，人在月面重力環境下由步行轉變成奔跑的速度，應該在0.8米/秒。然而，研究團隊算出了他們在實驗中觀察到的轉變速度，結果讓他們吃了一驚——“平均值為1.4米/秒”。

“對我而言，”德威特說，“這樣的差異是實驗中最有趣的部分。”他指出，反向擺動的雙臂和雙腿所產生的加速力，或許可以解釋從步行到奔跑的轉變速度為什麼會有提升。他解釋說，這種手臂和腿部的擺動所產生的加速效應，在地球上可能也在發生，只不過相對於我們地球上的重力，四肢擺動產生的加速力就相對可以忽略了。不過，他推測這一效應在微弱的月球重力環境下會更加顯著。

德威特還說，轉變速度更高並非沒有先例。其他科學家先前也曾在地面上模擬過月面重力，用一根吊桿來承載受試者5/6的體重，而那些受試者從步行轉變成奔跑的速度也在1.4米/秒左右。他說，“這件事告訴科學家，在實驗室里所做的研究，雖然成本要飛機便宜許多，大概也足夠給你提供所需要的信息了。”