想要成为一名合格的航天员，需要经过很多的挑战，光是“长期处于失重环境下工作”这一点，就不是一般人可以做到的。

因为长期处于失重环境之下，会使人体发生一系列的变化，肌肉萎缩、认知能力下降、平衡感丧失，这些都是难以避免的，所以人类要想真正离开地球走向宇宙，人造重力技术是必不可少的。对于“人造重力”，我们并不陌生，因为这种技术在科幻电影中是经常见到的。虽然科幻电影中的航天器千奇百怪，但有一点是相同的，那就是有个类似圆盘的东西一直在转，这就是人造重力系统。

人造重力系统很难吗？理论上是一点都不难，只要转起来就可以了。

旋转着的物体会产生一个离心力，当然，离心力本身只是一种惯性的表现，并不是一种真实存在的力，它是一个虚拟力，这样表述可以让问题看起来更加简单。由于离心力的作用，旋转系统内的物体会被拉在外壁上，当人处于这个旋转系统中时，人相对于这个旋转系统就是静止的，此时对于人来说，旋转的并不是这个系统，而是系统之外的整个世界。因为离心力等效于重力，旋转系统内部的人会感到与真实的重力无异。

既然理论上如此简单，为什么人造重力系统并没有在现实中得以实现呢？

要制造一个旋转的系统很容易，但要想成功模拟出与地球相等的重力，就必须要考虑一个问题，那就是转速。如果旋转系统的半径越短，那么所需的转速就越高，以中国天宫空间站“天和号”核心舱为例，它的直径为4.2米，如果要模拟地球重力，那么转速就要达到每分钟二三十圈。

在如此高转速的空间之内，人是没有办法正常活动的。

为什么呢？因为科里奥利效应。简单来讲就是在一个旋转的坐标系内移动的物体，移动路线会发生偏转，转速越快，这种偏转就越明显。比如在一个每分钟旋转二三十圈的系统中，我们只是尝试从椅子上站立起来，都会一头栽在地上，这就是科里奥利效应所导致的。科里奥利效应是没有办法完全消除的，即便是在地球这样一个庞大的旋转系统之中，物体的移动依旧会发生偏转，所以北半球的流体会向右偏移，南半球的流体会向左偏移，大气和海洋环流都会受此影响。

好在地球足够大，所以这种运动偏转对我们日常的活动并不会带来太大的影响。

那么对于一个航天器来说，直径要达到多少，才不会影响人在上面的正常活动呢？根据计算，直径最起码应该达到100米以上。不过这只是把人当成一个点来进行计算的，而事实上人并不是一个点，人自身是有高度的。在一个直径100米的圆形旋转系统内，人的头和脚旋转线速度会出现明显的差异，这将会直接导致人的头和脚处于不同的重力水平之下。

处于这样的重力环境之中，是难以正常生存的。

因为脚部的重力大，头部的重力小，所以流到脚部的血液想要再回流到头部，需要更大的力量。而且人的每一次弯腰低头都会直接导致重力环境发生变化，所以很容易头晕。要让这些问题完全消失，那就需要进一步扩大旋转系统的直径。以人类现有的能力，要建造一个直径在100米，甚至更大的航天器是非常困难的，别的不说，光是将组建这个航天器的部件分批运往太空，就要发射成千上万次的火箭，成本实在太高了。