王亚平天宫课堂时展示过它，10年后终于以成品形式落户中国空间站 中国空间站新展示的这台新设备，未来月球上称月球样品都得靠它！

有没有想过一个问题，航天员要在太空里称个体重，该咋办？或许你会直接回答：那不简单嘛，直接带个体重秤上去不就行了？

那你肯定是把这个问题想得简单了。为啥这么说？因为你没考虑到太空失重环境的影响。在太空微重力环境之下，物体是没有地球上所谓的“重量”概念的。包括传统的弹簧秤、台秤，在太空全都只是个摆设。所以即便你带着这些秤来到了中国空间站之中，也根本测不出来航天员们的真实体重。因为你会看到一个尴尬的场景：人在飘着，秤也在飘着，压根就压不下去！

那咋办？科学家其实早就想到了办法，在太空里，有一个能测重量的力量，就是惯性。换句话说，在所有的秤都失效的情况下，只有靠物体惯性来推算它的质量，所以这一类设备也有了一个专门的称呼，叫“惯性式质量测量仪”。

神主二十三号乘组，就在不久前的天和核心舱里，对我国的新一代多功能在轨质量测量仪进行了在轨测试。这东西不仅仅是个秤，功能可比普通秤强太多了。圈叔就来好好介绍一下这台“秤”的门道。

这台秤的雏形，还得从王亚平十年前的那次著名的“太空授课”说起。那次天宫课堂里，王亚平就展示了咱们初代的质量测量仪，只不过，那时候这台测量仪的设备功能科室简单的很，只能测量航天员的人体质量，像实验样品啊，设备零件啊，都测不了。

随着中国空间站进入长期运营，加上2030年前要实现登月，于是空间站里那么多科学实验用的生物样品、材料、化学试剂，需要精准知道它们在天上到底有多重，舱内的备件耗材也需要记账，航天员的健康监测也需要一份精准的数据。单一的人体测量明显是不够用了。

科学家们就研制出了第二代改进型的多功能在轨质量测量装置。这就是你看到的那个白色的大型箱体设备。比起王亚平天宫课堂时候展示的初代设备，它现在既能兼容航天员人体测量，也能监测各类实验载荷以及物品测量。抗干扰能力强，测量精确，还有很高的稳定性。

并且，神舟二十三乘组还在天和核心舱进行实测验证时候，专门在多人协同人机界面实验过程中同期开展设备实测。也就是说，既要检测设备本身好不好用，还要测一下几个人要如何一起配合来操作它。

那这改进型的质量测量靠的是什么？太空可是没重力啊！其实原理并不复杂：就靠牛顿老爷子那点事儿。

顺带说一下这台质量测量仪的原理，它用的是牛顿第二定律F=ma，给物体一个已知的推力，这样就能测出加速度，之后质量也就能算出来了。

设备里面有一套精密的恒力机构，能对放置被测物体的平台施加一个已知的恒定推力。然后通过高精度的光栅传感器，连续采集平台的位移、速度和时间数据，算出加速度。已知推力F和测出来的加速度a，质量m不就自动算出来了吗？F除以a，完事儿。

当然，原理说起来简单，实际在太空里操作可没那么容易。空间站自身有微小震动，舱内有气流扰动，这些都会干扰测量结果。设备里内置了专门的算法，把这些干扰误差消除掉，才能输出精准的质量数值。

在天上，它到底干啥用？

航天员的健康监测。这是延续了初代的核心功能。长期在失重环境下，航天员肌肉会萎缩、体液会重新分布、体重也会波动。定期测质量，监控水分和肌肉量的变化，评估太空锻炼方案和饮食营养方案有没有效，同时给空间骨肌医学实验提供基础数据。说直白点，航天员在天上待半年，到底瘦没瘦、肌肉掉没掉，不能光靠照镜子，得靠数据说话。

科学实验的精准计量。这个是新增的核心能力。空间站里做了大量的生物、材料、流体、化学实验，很多都需要精准知道样品的质量。地面上装箱运输到太空后，货物可能有损耗，试剂可能消耗了一部分。在轨实时称重，才能保证实验数据准确有效。否则你都不知道用了多少样品，得出的结论怎么能靠谱？

空间站里各种维修备件、耗材、小型设备，都得建立精细化的物资台账。定期称重可以判断物品是否发生泄漏、是否异常损耗。在封闭的太空环境里，每一克物资都很珍贵，容不得马虎。

未来这台设备的价值，远不止空间站里用一用。更重要的，它是为2030年前载人登月做准备。到了月球表面，虽然月球有六分之一的重力，传统称重设备能用了，但对于密封的实验样品、精密载荷来说，惯性式质量测量仪不受重力大小影响，测量标准更统一、更精准。未来月球科研站上做生物和地质样品测定，它都是主力。再往远了说，未来载人火星任务更离不开它。无论在什么天体附近，失重环境下惯性法质量测量不受任何天体引力的影响。

可能有人会问：那国际空间站上，他们是怎么称重的？

人家也用的同类设备。美国那边用的是SLAMMD，叫直线惯性法，原理和咱们的方案同源；俄罗斯用的是BMMD，叫振动频率法，原理稍有不同。

咱们的新一代多功能在轨质量测量仪，同时兼容人体与物品测量，功能上覆盖了美俄两种方案的优势。可以说，在这个领域，咱们的设备起点高、功能全，一步迈到了前列。