本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
体操等运动在未来太空殖民地的低重力环境中如何发展，这是一个不时出现的话题，尤其是在奥运会期间。随着太空旅游即将到来，以及像毕格罗宇航公司这样的公司正在讨论在月球上建立一个地球外的酒店，月球正吸引着人们，成为人类第一个太空奥运会的诱人场所。月球的优势包括其表面材料、陨石坑和可进入的洞穴，以及赤道表面重力为 1.622 米/秒2，约为地球的 1/6。 这些特征共同作用，可以建造具有充足地板空间和高天花板的加压、防辐射的栖息地。
在这种不穿宇航服、1/6 重力的环境中，月球访客的生物力学参数将与 12 名阿波罗宇航员在压力服和便携式生命支持系统（PLSS，发音为“pliss”）中蹦跳时所经历的非常不同。虽然宇航员感觉比在地球上轻得多，也更有弹性，尽管宇航服和 PLSS 使他的质量增加了一倍，但灵活性明显降低，使得翻筋斗危险，甚至不可能。
但是，像鞍马这样飞行较少的项目怎么样呢？在月球服中，这也是一个挑战，但可以在不穿宇航服的结构中设置，甚至在早期的预制结构中设置，因为它不需要很大的房间。“如果美国国家航空航天局选你某天去月球，就带上一对便携式鞍马，”一位体操教练在我大约十八岁时开玩笑地对我说。“你可能会做一个贝利。”贝利是一个老名字，指的是在单个鞍马上完成的绕环，因为对于那些家伙来说太容易了，而且不会增加起始价值，所以你在上周的奥运会上不会看到。但它需要比在两个鞍马之间绕环更多的倾斜，以及更多的力量，或者更好的技巧。
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或者更低的重力。到达月球后，月球游客的体重与力量比大约是他们在地球上经历的六倍，假设他们在到达之前没有在失重状态下度过几周而导致身体机能下降。这将对那些以推拉为主的体操器械产生深远的影响——男子鞍马、双杠、单杠和吊环，以及女子高低杠。在这些项目上，普通力量的人可能会做出在地球上需要超强力量的动作，比如吊环上的马耳他十字，体操运动员的身体与手臂在同一平面上水平悬挂。与此同时，今天的奥运体操运动员将发明和完善在地球表面我们感受到的引力中不可能实现的新技巧。
对我来说，一个似乎合理的新的技能类别是从吊环上释放的动作。体操发展如此之快，谁知道呢，也许我们会看到一位地球上的体操运动员从吊环上释放，并在翻筋斗后重新抓住吊环，但我不太确定这在身体上是否可行。在单杠和高低杠上，体操运动员可以产生足够的向上加速度来对抗地球的 9.8 米/秒2，从而扭转、飞过杠，或完成一个或两个空翻，然后在降得太低之前抓住杠。然而，在吊环的巨臂回环中，大部分能量都消耗在将体操运动员拉回到倒立姿势上。此外，与从杠上从倒立到倒立的摆动相比，从倒立到倒立在吊环上的摆动施加在肩关节上的力要高得多。因此，虽然有关于体操运动员在吊环上训练释放动作的说法（甚至是一些 YouTube 视频片段），但在地球上的比赛中，似乎没有人会做出这样的动作。但在月球上，这肯定在议程上，以及各种各样的单臂技巧，这些技巧可能正等待着被今天我们星球某个角落的一些体育馆里蹦蹦跳跳的幼儿园小朋友所命名。
至于从推拉器械上的下法，人们在空中的时间将比在地球上更长，为在着陆前进行更多的空翻和更多的空中转体提供了可能性。 这就提出了受伤的问题。虽然在月球上着陆会更柔和，如果从与地球上相同的高度下来，从单杠（高杠、双杠和高低杠）上下来的体操运动员会首先向上弹起，与地球上相比高得多。即使从吊环上下来，也会产生明显的向上加速度。骨质疏松症（会增加骨折的风险）并不是真正的问题，因为我们说的是从地球上新鲜抵达的健康人，没有失重引起的身体机能下降，但在月球重力中，前庭器官和本体感受传感器的中断可能是一个问题。再加上四个空翻而不是两个，这意味着容错空间更小，着陆可能比在地球上更不安全，而不是更安全。
这就引出了翻腾项目：自由体操、跳马和平衡木。 一旦进入空中，体操运动员面临的问题与我们讨论的从悬挂和推拉项目下法的问题类似。以你在地球上相同的力量离开地面、跳板或平衡木，你会跳得更高，在空中停留的时间更长，从而可以进行更多的空翻和转体。但无论你跳得多高，你都会以你上升时相同的力量下降，这是牛顿物理学的基本定律，它掩盖了关于在月球上坠落的普遍神话。因此，与从其他器械上下来的情况一样，如果人们期望着陆比实际情况更柔和，那么就存在受伤的潜力。
进入空中是另一回事，可能不容易从 1 G 环境转换为 1/6th G 环境。在自由体操和跳马中，跑步在产生高度和旋转方面都起着重要作用，但尝试以你平时体重的 1/6 跑步会让你像在蹦床上用蹦极绳悬挂在天花板上跑步一样在空中弹跳。后空翻翻腾动作的力量来自一个后手翻，它将跑步的前进速度转化为旋转和向上加速度。这在月球上必须进行显著调整和微调。它最终可能看起来类似于地球上的力量条翻腾。在这项运动中，翻腾运动员在完成一个技巧后通常会被抛得太高，无法立即进行后手翻，所以他们会做一个鞭背，然后调整角度以使他们的手在下次着陆时朝下，因为用手阻挡和向下猛击比仅仅用脚弹跳能让你跳得更好。
在跳马中，来自跳板的向上速度，然后来自跳马台的向上速度很大程度上取决于速度。就像在水上掠过一块石头一样，体操运动员必须以高速撞击跳板，而不是向上飞起然后笔直向下。尤尔琴科式跳马，体操运动员在后手翻后向后撞击跳板，其力学原理略有不同，但在跑步和速度方面基本思路相同。正如自由体操一样，我们从阿波罗宇航员那里看到的兔子跳跑步不会奏效。
在平衡木上，跑步不是问题，但正如地板和跳马一样，人们可能预期的手翻和空翻的动量会在一个线性方向上传递，可能会让体操运动员跳得比她想去的要高得多。但与其他项目一样，重力环境的变化会使事情变得更加困难，但也可能带来惊人的创新——无论是在技能还是器械方面——都是我们无法想象的。