生命在于运动。这句经典格言用于太空飞行中的航天员身上，显得格外贴切。

如前所述，航天员在太空飞行中，会出现体液头向转移、骨质疏松、肌肉萎缩等变化。为了减少飞行中的身体变化，保持飞行和返回时的身体状态，在太空中开展锻炼，是载人航天活动伊始就受到充分关注的重要问题。

在早期的载人航天飞行中，由于座舱容积小，飞行时间短，任务重，航天员只能进行拉力器之类的运动，每天运动半小时。随着飞行时间不断延长，载人航天器座舱环境明显改善，座舱内配置了各种锻炼设备，航天员在太空锻炼的时间、次数，都有了很大提高，锻炼方式也越来越多样化。

飞行18天的联盟9号飞船，只要求航天员每天锻炼2次，每次1小时，主要进行自行车功量计运动。飞行24天的联盟11号飞船，航天员锻炼时间延长至每天2.5小时，并增加了跑台运动。1975年后，苏联航天计划要求航天员每天在太空中进行3次共2.5小时的锻炼。美国航天员在飞行中的锻炼时间虽然少于苏联，但也是逐渐增加的。天空实验室3次乘组飞行中，航天员的运动时间从每天0.5小时，增加到后来的每天1小时和1.5小时。

总的看来，随着载人航天飞行时间的延长，对航天员在太空中锻炼的要求也越来越高，航天员在太空中使用的锻炼设施功能日益完备，并且充满了“太空飞行”的特点。

（1）拉力器

拉力器是早期载人航天飞行经常采用的一种锻炼方法，主要锻炼手、躯干和腹部的肌肉，可有效预防一些肌肉群的萎缩和力量减弱，维持部分肌肉群的强度，但对人进行整体调节的效果较小。

天空实验室的航天员采用KMⅠ和KMⅡ两种型号的锻炼器进行体操运动，每天锻炼数次；KMⅡ是一种有5个弹簧的扩胸器，每拉长0.3米，需要用11千克力。

（2）自行车功量计

自行车功量计是一种类似自行车的装置。20世纪70年代以来，航天员长期太空飞行都采用这种设施进行锻炼，是长期飞行中应用最为广泛的一种锻炼设施。航天员在自行车功量计上锻炼的时间和强度与飞行时间有关，一般每天锻炼1.5～2小时，运动量为每千克体重31～71瓦/分。

利用自行车功量计进行锻炼，对防止心脏和骨骼肌质量下降及呼吸功能降低有一定的作用，并可增加循环血量，改善组织器官的血液供应。自行车功量计除了作为锻炼工具外，还可记录航天员在运动时的多项生理指标，便于对航天员飞行中心血管功能和运动能力的改变进行评价，但对防止矿物质丧失和立位耐力的降低作用不大。

（3）跑台

无论是国际空间站上，还是苏联/俄罗斯的空间站上，都装备有跑台设备。太空飞行中，航天员利用弹性束带固定在跑台上，并承受一定的压力。由于有力施加在航天员身上，当航天员在跑台上静立、行走、跑跳时，可以锻炼骨骼肌，并不断压迫骨骼，刺激骨组织的重建。

跑台运动是一种全身性的运动，运动量较大，对心血管、骨骼、肌肉系统都是一种很好的刺激，可减慢抗重力肌萎缩，并可促使神经－肌肉功能的协调，提高运动协调性，减轻返回后行走的困难，所以它是当前长期载人航天最有效的一种锻炼方法。

美国的天空实验室中，航天员利用跑台进行锻炼时，施加在身体上的压力相当于1.1g。苏联的礼炮号空间站上，跑台弹性束带施加在航天员身体上的压力相当于0.62g。

（4）企鹅服

企鹅服是苏联航天员装备的一种专用的弹性服装，用于在太空中锻炼肌肉力量。企鹅服内排列了多层橡皮条，当航天员肌肉松弛时，可牵拉前臂到胸部，牵拉膝到下腭，使人处于一种类似“胎儿”的状态。在这种状态下，航天员为了完成飞行中的各种运动和操作，必须不断克服企鹅服的弹力作用，从而达到锻炼肌肉的目的。

苏联曾有航天员在175天和185天的太空飞行中，除了睡眠外，都穿着企鹅服，每天大约穿着12～16小时，为飞行中的身体防护和肌肉锻炼发挥了重要作用。

（5）下体负压装置和下体负压裤

在太空飞行的不同阶段，对人体下身施加不同时长、不同水平的负压，可以达到不同的锻炼效果。飞行初期进行下体负压锻炼，可以防止体液重新分布，减轻头部充血；飞行中期进行下体负压锻炼，可以评价心血管功能状态；飞行末期进行下体负压锻炼，可以减轻返回地面后的立位耐力下降，并可预测返回后立位耐力下降的程度，为航天员的医监医保提供信息。

美俄航天员在长期太空飞行中，都使用了下体负压锻炼方法。苏联航天员在175天和185天的太空飞行中，从返回地面前3个星期就开始下体负压锻炼，每天锻炼20分钟，施加的负压值由小到大逐渐增加，到返回地球前两天，增加到每天50分钟，同时饮用300毫升盐水。

下体负压锻炼可利用下体负压装置或下体负压裤进行。下体负压装置又叫下体负压筒，是一种圆形筒状结构，通过抽气泵抽气，可以使筒内保持不同的负压。锻炼时人的下身在筒内，腰部用密闭圈密封，使圆筒不漏气。下体负压裤是一种带有微型泵的装置，裤子像手风琴一样，由不透气的纺织品制成，中间有环形的支持物，以防抽气时内陷。航天员在飞行中穿着下体负压裤时，会产生类似地面站立的感觉，并可自由活动和工作。与下体负压筒相比较，下体负压裤使用起来更加方便。

（6）其他锻炼设施

在载人航天飞行中，工程专家还为航天员设计了其他一些锻炼和防护设施，包括抗荷服、大腿套带、神经肌肉电刺激仪等，以达到综合锻炼和防护的目的。例如，采用神经肌肉电刺激仪，可以补偿太空飞行中肌肉活动的不足，减轻失重引起的骨质疏松和肌肉萎缩。运动后进行神经肌肉电刺激，可起到按摩的作用，有利于增强血液循环，减轻疲劳。在飞行中，如果神经肌肉电刺激与下体负压锻炼结合使用，可以提高下体负压锻炼的效果和安全性。

美国航空航天局还研制出了一种振动及蹲举式举重台，举重台一方面可以产生振动，另一方面可以进行在轨蹲举式举重运动。这些运动对航天员下肢骨骼和肌肉会起到有效的防护作用。