飞天,并非浪漫之旅

来源: 中国科学报

发布日期: 2013-09-24 13:43:46

本文详细介绍了太空生活的严酷性,包括航天员的严格选拔、太空环境对人体的影响、以及航天员为适应太空环境所进行的特殊训练。文章还讨论了失重状态下人体血液流动机制的变化、骨骼钙流失和肌肉萎缩等健康问题,以及航天员如何通过运动和训练来对抗这些变化。

在太空回望人类居住的蓝色星球是曼妙的,在太空漂浮不定的空间站举行一场婚礼尽显神奇,人类的飞天梦想早已成真。但迄今为止,仅有两名富豪实现了除航天员之外的飞天梦,对于许多人而言,太空之旅仍可望而不可即。因为,太空旅行首先必须经过魔鬼般的训练,获得“超能力”后方可成行。

事实上,太空生活如同地狱。世界各国的航天员都只能万里挑一,特别是中国的航天员均从战斗机飞行员中严格选拔。他们的身心非一般意义的“健康”。

在太空与地面有何不同?人体在太空究竟会发生哪些变化?

在最近一次中科院举行的空间科学研讨会上,中科院微生物所研究员、国家空间科学专家委员会委员刘志恒告诉记者,“太空与地面的最大不同是环境的不同,失重和辐射是航天员对抗训练中需要解决的关键问题。目前,各国航天员标本、身体变化数据仍属于国家机密。人们只能从公开的报道和已发表的论文中,了解空间环境下生物变化的蛛丝马迹”。

从新闻直播节目中,人们可看到,航天员出舱后多被抬着走,只是有的坐着,有的躺着。何以采用这种方式?美国媒体曾透露,在一次欢迎航天飞机航天员返回的庆祝会上,一名女航天员站在台上兴致勃勃地谈太空体会时,忽然间倒在地上,晕过去了。航天员刚回到地面时发生昏厥的现象并不少见。航天飞机上的航天员约有20%、国际空间站航天员约有80%,在返回地球后出现头晕感觉或发生晕厥。这种症状是立位性耐力不良导致的。

为了让航天员适应新机制,中国航天员开展的适应性训练,要求航天员5天5夜保持负15度卧姿,再转到正70度的立姿。有时,航天员坐在360度的转椅上,变换各种角度进行飞速旋转。此外,航天员还要进行超重耐力适应性训练,需要承受最大5倍于自己体重的加速度,持续时间3秒。但中国有航天员做到了承受8倍于自己体重的加速度,可持续40秒。

失重,引起的不仅仅是血流缓慢,还会导致严重的骨骼钙流失。进入太空后,人体尿钙几乎无一例外增高。科学研究表明,航天员在太空时间越长,丢失的钙越多。骨骼中每个月丢失的钙能达到人体骨骼钙总量的1.5%~2%。如果航天员在太空度过一年,回到地面后,丢失的骨量需要更长时间的恢复,有的甚至无法完全恢复。

肌肉萎缩是发生在航天员身上的普遍现象。

进入太空后,原来用于抵抗重力作用对身体起支撑作用的肌肉中,有一部分变得无所事事,于是部分肌体萎缩、变形甚至退化。中国的地面微重力实验研究表明,大鼠在7天的微重力环境中,比目鱼肌就出现了广泛的组织坏死,组织中出现巨噬细胞和卫星细胞,比目鱼肌减轻22.7%,腓肠肌减轻10.7%。17天后,大鼠肌原纤维出现了萎缩,脂滴明显增加。研究人员发现,航天员小腿肚肌肉中低收缩纤维失去了超过40%的活力。

因为长期处在失重的环境中,肌肉不再承受压力,不论航天员进入太空前肌肉有多发达,他们都遭遇相同的肌肉萎缩。这意味着太空中40岁的航天员身体状况和地球上80岁的老人差不多。

为了对抗这种萎缩,航天员在太空必须强制性地每天锻炼一到两个小时,国际空间站中也配备了各种健身设备。然而,现在看来这样还是不够。研究人员们也在研发新的更有效的锻炼设备。回到地球后,航天员们还要进行长时间的物理治疗,扭转肌肉萎缩问题。航天员的肌肉萎缩问题没有钙流失可怕,肌肉萎缩通过运动可得到很好的恢复,而钙流失后恢复相对困难。

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