まず、宇宙では作用反作用の力が働くため地上の腕立て伏せは成立しません。
地上では、腕を曲げる時は地面に付かないように必死に支える必要があり、伸ばすように力を入れます。
逆に宇宙では地面に近づくように縮むように力を入れ引っ張らないといけません。
宇宙では重力に逆らって支えるのではなく自分を引っ張る感じになるのです。
小学生の時に学校の校庭でよくやった鉄棒を使った斜め懸垂に似ていますね。
動画： JAXA | 宇宙航空研究開発機構のYouTube動画 / 宇宙飛行士と考える「人間の身体のつくり」内でも、宇宙での腕立て伏せの実験と解説をしています。
そう。無重力の宇宙空間でなら、地上では不可能とされる夢の「小指1本での腕立て伏せ」も簡単に出来るようになるのです。
無重力の宇宙で腕立て伏せを行う方法とは?
冒頭で説明したように、無重力の空間では、物体にかかる重力がなくなるため、腕立て伏せの動作が通常の地上でのものとは異なる特性を示すことになります。
通常の地上での腕立て伏せでは、体重が腕や胸にかかっているので、上腕三頭筋や大胸筋を鍛える筋力トレーニングになりますが、無重力の空間では、体にかかる重力がなくなるため、腕立て伏せの動作が成立しなくなり、宇宙では全く逆の拮抗筋(上腕二頭筋・広背筋)を使う引く運動に変わってしまいます。
ちなみに宇宙ステーションや宇宙船の中は、重力がないために筋肉や骨が萎縮することを防ぐためにの運動トレーニング行われています。
現在、無重力環境下でのトレーニングや運動には、特別な機材や方法が使用されます。
例えば、バンジーのような弾性力を利用したトレーニングや、機材を使った抵抗運動が行われることがあります。
したがって、無重力の空間での腕立て伏せは、無重力環境下での運動になり通常のGがかかる地上でのものとは異なる特性を示すため、特別なトレーニング方法や機材を使用する必要があると考えます。
可能性❶ARED(Advanced Resistive Exercise Device)の使用
AREDは、ISSで使用されるトレーニングマシンの1つで、重力がない環境で運動するための装置です。AREDは、バネと緩衝材を使用して、宇宙飛行士が身体を支えたり、運動時の負荷を調整することができるのでARESを使用して、腕立て伏せを行える可能性があります。
可能性❷ゴムバンドの使用
ゴムバンドは、宇宙空間でのトレーニングによく使用される抵抗運動器具の1つで、腕立て伏せにも利用出来る可能性があります。体をゴムバンド押えつけた状態で、体重や重力に代わる抵抗を生成することができるかもしれません。
可能性❸磁力を利用した機材の使用
磁力を利用した機材は、宇宙空間でよく使用される機材の1つで、腕立て伏せにも利用することができる可能性があります。
磁力を利用した機材は、体重や重力に代わる抵抗を生成することができ、必要に応じて負荷を調整することが可能となります。
宇宙船内には、壁や天井を利用して運動することができるスペースがありこれらの場所を利用したり、空気圧を使って宇宙飛行士を支える装置や、宇宙服の中に専用の重りを入れるなど宇宙での運動・トレーニングの研究が進めば様々な方法が開発されるかもしれません。
通常、宇宙飛行士はウエイトトレーニングができる抵抗運動器具、トレッドミルやエルゴメーターなどの有酸素運動器具を使って船内で毎日運動をしてますが、宇宙で少しでも負荷が乗る腕立て伏せが手軽に出来るようになれば、筋肉や骨の弱化予防の新しいトレーニング方法として将来、腕立て伏せが採用されるかもしれませんね。
ちなみに月なら重力が地球の1/6あるので、体が浮くことなく腕立て伏せは出来ると考えています。
体重80㎏の人なら宇宙服の重量120キロと合計200㎏÷6=月での重さは33㎏になります。
宇宙服を着れば子供程度の体重にはなるので、高速腕立て伏せのような爆発的なスピードでも体が軽すぎて浮く事は無いのかなと推測します。
宇宙飛行士のリハビリトレーニングに腕立て伏せが効果的
宇宙飛行士が地球に帰還してからのリハビリ筋トレは次の2つが中心になります。
1．筋力をアップする自重トレーニング
2．身体のバランス感覚を保つトレーニング
宇宙飛行士のリハビリトレーニングに腕立て伏せを取り入れることは、宇宙での長期滞在後に筋力や筋持久力を回復するために効果的です。
腕立て伏せは、上半身を中心に全身の筋肉とバランス力も同時に鍛えることができるので、衰えた宇宙飛行士の筋力や筋持久力、バランス感覚を同時に回復するために有効的です。
しかし、宇宙での長期間の滞在によって筋骨格系に変化が生じるため、個々の宇宙飛行士の状態に合わせたトレーニングプログラムが必要です。
~トレーニングプログラム例~
初期段階
宇宙飛行士が地球に帰還した直後は、筋力や筋持久力が衰えているため、腕立て伏せの回数や強度を徐々に増やしていく必要があります。
初期段階では、腕立て伏せを行う前に、ストレッチやウォームアップ運動を時間をかけて行うことが重要です。
重力下での腕立て伏せ
地球の重力下での腕立て伏せを行います。宇宙飛行士の体力や筋力に合わせて、回数と強度などを調整していきます。また、腕立て伏せのバリエーションを多く取り入れることで、筋肉のバランスを整えることもできます。
負荷増加
腕立て伏せの動作に慣れてきた段階で、次は負荷を増加させていきます。例えば、ウエイトベストなどの重りを装着する、片手で行う、足を高く上げるなどの方法があります。負荷を増加させることで、地球以上の重力で筋力と筋持久力を強化し早く地球の重力に慣れる事が可能です。
クールダウン
腕立て伏せのプログラム終了後は、ストレッチやクールダウン運動を丁寧に行います。これによって、筋肉の回復や柔軟性を保つことができます。
ちなみに宇宙飛行士の地球上での訓練中の体力測定はNASAではベンチプレスや腕立て伏せを1分間で何回できるかを見るそうです。
民間人も手軽に宇宙に行ける未来が来た時「宇宙で腕立て伏せをする」が夢の1つになりそうです。
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