版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

长期太空飞行 对人体健康的影响

科普中国资源服务号
科普中国资源服务号,科普中国旗下的科普号
收藏

2024年巴黎奥运会举行期间,神舟十八号的三名航天员也在空间站里举办一场趣味“天宫运动会”。他们以火炬传递的方式拉开运动会帷幕,通过跨栏、挺身式跳远、背越式跳高等方式完成火炬传递,而后又开展了乒乓球、排球、男子混合泳以及跳水等奥运项目,让网友们也观看了一场太空中的运动会。尽管这场运动会充满了乐趣与创意,但不容忽视的是,神舟十八号的三名航天员已经在太空中执行任务超过四个月。在这段时间里,他们面临着长时间太空飞行所带来的种种挑战。

进入太空人体的身体变化

在我们的身体里,有两种细胞在维持我们的骨骼健康和功能中起着关键作用。他们分别是破骨细胞和成骨细胞,破骨细胞负责吸收旧的骨组织,而成骨细胞则负责形成新的骨组织。在地球上,重力会对骨骼和肌肉施加压力,促使骨骼不断重塑来适应身体的需要。但是在太空这种微重力环境中,骨骼不再承受与地球上相同的压力,于是会导致骨密度下降,肌肉萎缩。科学家们发现,航天员在太空里待上一段时间后,他们大概会减少10%~20%的肌肉量。这意味着他们返回地球时无法对抗地球引力的作用,于是在太空中的航天员每天都会进行2小时的高强度运动来减少肌肉的萎缩。

航天员在核心舱模拟器内训练

进入太空后,身体失去了向下推压脊柱的重力,因此航天员都会发生长高的现象。在地球上,我们的脊柱是弯曲的,有正常的曲线。但在太空中,我们的脊柱就像一张本来弯曲的纸被压平了。经过脊柱测量发现,航天员的身高甚至能增加6~8厘米!虽然长高了,但身体却在承受着痛苦,这种“长高”的疼痛甚至能让航天员在梦中醒来。

除了肌肉和骨骼,体液也会被太空的微重力环境所影响。在重力作用下,血液和其他体液会自然的被拉向下半身,而进入太空后,重力消失,血液往往会聚集在上半身,导致面部及上半身浮肿。在太空中,航天员的血液量也会减少,使得心脏跳动力度低下,进而引发低血压,但在进入太空时航天员并不会产生低血压的感觉,而是在返回大气层和着陆后,才会明显感觉到血液回流到下半身,头部的血压突然降低,于是会发生头晕目眩,一时无法适应直立行走的情况。

航天员出舱后一时无法直立行走

在太空中的心理压力

太空探索是一项充满挑战的任务,不仅考验着航天员的身体,还考验着他们的心理。在上世纪80年代就有一位空间生物医学问题专家曾指出,太空探索真正的障碍,可能不是身体上的难题,而是心理上的难关。

在太空上长期生活,意味着与家人、朋友乃至整个社会保持距离,这种隔离会带来深刻的孤独感,并且影响航天员的健康状况。例如上世纪“礼炮”7号空间站的航天员在执行长达7个月的任务时,就出现了一些易怒、睡眠障碍等症状。

除了远离家人和朋友,狭小密闭的飞行器、高风险的任务、长时间的封闭都会造成航天员的心理压力。

返回地球后仍持续的身体变化

回到地球之后,太空环境给航天员带来的伤害并不会完全消失。科学家们通过扫描航天员的大脑发现,从太空中返回后,航天员的脑体积有所增加,这种体积的增加可能是由于微重力环境下脑内液体的重新分布。并且在他们返回地球一年后,这种现象仍然存在。

同时,太空环境对航天员骨骼的影响也在继续。在太空中生活约6个月的航天员,可以在回到地球1年后恢复之前的骨骼强度。但是,对于那些在太空生活时间更长的航天员来说,可能会造成永久的骨质流失。而这对于未来需要长期生活在太空的任务,如载人火星计划,是一个急需解决的问题。

与地面环境相比(左),太空环境中(右)骨质流失增加

中国航天事业辉煌成就的背后,航天员的贡献不容忽视。航天员在执行太空任务时,面临着巨大的生理和心理压力,这些挑战都要求他们进行严格的健康管理,最大限度地减少太空环境的负面影响,确保他们能在太空保持最好的状态。

内容综合于中国日报网、科普中国、人民网等

(科学性审核:尹锐,中国载人航天工程航天员系统副总指挥)

责任编辑:王磊