宇航員作為太空活動的執行者,其實也是太空實驗的一部分。
他們需要測量空間中的各種生理參數,從腦電到心電,從內臟到骨骼,從內到外。
他們甚至可能在返回地面後進行基因研究。
空間生理學研究是航天中非常重要的項目。
它有助於了解太空環境對人體的影響,讓我們知道如何應對。
要從近地航行到深空去了解。
但是,由於中國沒有能夠承擔長期在軌停留的空間設施,即空間站,這方面的研究也很困難。
在中國空間站核心艙發射前,中國在太空停留時間最長也不過30天。
這個時間太短了,人的生理還能保持一定的穩定狀態。
即使短期內有生理上的變化,也不會特別明顯。
所以我們以前主要通過國外的論文等獲取數據,NASA在這方面做了大量的研究。
畢竟國際空間站是美國主導的。
迄今為止,已有239名宇航員落戶空間站,總計約1000人次。
最長的一次飛行總共有2.5年,所以我們可以從他們的研究中了解一些宇航員的生理變化,這些方面也可以為我們以後的研究方向提供一些參考。
主要有以下幾種:
骨骼肌的變化。
骨骼肌是一種在地球上承受和施加力的生理結構。
因此,身體會不斷地向骨骼肌輸送營養,以維持其功能。
但是,在太空失重的環境下,人體非常容易移動,被調動的骨骼肌會減少,因此身體運輸的沖擊力會降低,會出現骨鈣流失、肌肉萎縮等變化。
NASA曾對宇航員骨量做過統計,每月流失總量可達體重的1%~1.5%;同時,由於重力不足,骨頭之間的縫隙會變大,身高甚至可以增加2厘米以上。
血液系統的變化血液系統,尤其是人體的大血管,有一個重要的功能就是儲存血液。
當人們在地球上活動時,從頭到腳形成靜水壓力,自然地壓縮靜脈瓣膜,使靜脈瓣膜關閉。
這種效果在微重力環境下會減弱;而動脈收縮時也會不時有血液回流,在微重力環境下可能會更強烈。
這些動作使體內的血液重新分佈,血液回流到上半身。
遺傳變化。
NASA正好有一對孿生兄弟,一個是NASA地面專家,一個是總飛行經驗超過2年的宇航員。
比較兩者的基因後發現,太空輻射可以改變人類基因,大部分是基因表達的改變,表觀遺傳與環境密切相關,很少是基因序列的改變;91.3%的基因變化會在6個月內慢慢恢復正常。
感覺變了。
在地球上,人是直立行走,有明確的方位感,但在太空的微重力環境下,並沒有上下左右之分。
無論采用何種姿勢,宇航員的運動和睡眠都不會受到影響。
而這會導致宇航員的平衡感發生變化,返回地球後可能會出現頭暈等症狀。
這些是主要的一些影響,肯定還有更多真正的影響,就不一一贅述了。
現在中國有了自己的空間站,首批神舟十二號航天員已經在那裡待了快3個月了,他們將在本月中旬《再過幾天》返回地球。
三個月不算長也不算短。
人體生理已經慢慢開始適應太空環境,其行為模式也適應了太空環境。
剛進入空間站時,三位宇航員的運動方式在我們看來都是貼地飛行。
從最近的一些視頻來看,他們已經適應了直立的姿勢。
從臉上看,宇航員們也顯得有些憔悴,臉看起來有些腫脹。
這也說明生理發生了變化。
至於變化,地面專家想必是非常清楚的。
他們隻能說,目前的變化不會影響到他們的健康,隻是各種生理系統都會發生一些變化。
3個月並不是特別長的時間。
未來空間站開始正式運行後,每六個月輪換一次,屆時會有更多的生理變化。
3個月最明顯的變化可能是骨骼肌的變化,但並沒有想象中那麼嚴重。
作為可以長期在軌停留的設施,空間站可以進行骨密度測量、體重測量等檢查,也可以進行體育鍛煉。
所以骨骼肌的功能可以得到很好的維持,但是回到地面後,還是需要重新適應地球的重力環境。
據國外資料顯示,1個月內鈣質流失可達1.5%。
俄羅斯宇航員曾在4個月內流失12%的鈣,返回地球後12個月才恢復6%。
這個數據已經很嚴重了。
很難估計三個月內會損失多少骨量。
等宇航員回來後我們才能知道,但不會超過這個數字。
宇航員回來後要自己出艙。
基本活動應該沒問題,也可以站立,但不宜久站,需要一定時間才能恢復;而且宇航服本身也有一定的重量限制了人的活動,所以返回地面後不宜長時間站立,需要坐在椅子上攜帶。