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长达6个月的太空生活,会对宇航员造成什么影响?专家表示心疼

桑榆说ing
桑榆说ing
2022-12-11 16:26:36

就在前不久,神舟十四号、十五号乘组完成了交接任务,同时也意味着神舟十四号的航天任务圆满完成。

神舟十四号在轨六个月,属于我国空间站建造阶段的第二次飞行任务,这次任务首次实现了两个20吨级航天器的在轨交接,第一次完成了空间站舱段转位,配合地面开展两舱组合体、三舱组合体、大小机械臂测试、气闸舱出舱相关功能测试等工作。

原先我国航天员主要在天和核心舱执行任务,而神舟十四号乘组首次进入问天、梦天实验舱,开启中国人太空“三居室”时代,并且开展了24项医学实验,例如人类在失重环境下的变化数据等,为将来航天员提供了珍贵的实验数据,方便后来者在进入中国空间站之前,能提前及时有效做出相关调整。

神舟十四号航天员优秀的完成了航天任务,并于12月4日乘坐神舟飞船返回东风着陆场,那么长达6个月的太空生活,对宇航员的身体会造成什么影响呢?

在距离地面约393公里的空间站,这里的环境具备高真空、强辐射和微重力的特性,跟地球环境存在很大差异,航天员在空间站中生活后,详细身体变化有以下几点:

1.身高比原先更“高”

在母胎中的宝宝在诞生骨骼后,就会受到地球引力的影响,出生后由于站立需求,腿部骨骼受到的压力相对较大,所以在重力影响下,人体骨骼一直承受着外界的压力,我们如今之所以没有感觉,是因为人体已经适应了地球的重力环境。

可如果人类突然脱离地球重力,进入到微重力的太空环境中,人体骨骼就会“放松”状态,特别是脊柱,将不再有那么强的挤压感,椎间盘和脊椎周围的肌腱和韧带自然也处于松弛状态,随着在太空时间越来越久,宇航员的身高就会随之增加。

一般在太空中停留六个月,宇航员的身高会比原先增加3%左右,也就说一名170cm的宇航员,在执行完180天任务重返地球后,他的身高可能是175.1cm。

不要以为这是好事,在宇航员回到地球后,他们的骨骼将再次受到地球重力“压迫”,“放松”的骨骼为了适应地球环境,必须恢复到没去太空之前的状态,整个过程会伴有不同程度的疼痛,一般需要几个月甚至更久才能逐步缓解。

2.肌肉组织退化,骨骼部分流失

在重力缓解下,人体肌肉处于拉伸状态,但是在太空微重力环境下,肌肉组织会进入松弛状态,即便航天员处于站立状态,他们的腿部肌肉也不会变得跟地球上一样强壮有力,跟“需求供应”关键差不多。

地球上的人类为了对抗重力,肌肉会变得坚韧,但在太空中,很多部位的肌肉都会逐渐变得松弛,在得不到有效使用的情况下,这些肌肉自然免不了开始出现萎缩。

从以往多国航天员提供的数据来看,人体在太空环境下停留5~11天,肌肉萎缩程度就要高达20%,萎缩速度令人担忧,毕竟很多航天员要在太空停留180天,所以为了让肌肉保持活力,不至于这么快萎缩,宇航员需要经常在舱内锻炼四头肌、二头肌、三头肌、胸肌等主动肌。

在肌肉的收缩扩张下,骨骼也会在肌肉刺激作用下生长,因为一旦骨骼承受不住人体的重力,将会面临骨折危险,所以骨骼也需要时刻保持一定强度来对抗地球重力。

还是老问题,肌肉在太空微重力情况下变得松弛,它们刺激骨骼的强度明显降低,骨骼也不需要对抗地球重力,所以呈现出“半罢工”状态。

根据科学数据分析,宇航员在空间站内每个月都会流失1.5%骨骼组织,约等于老年人在地球上流失一年骨骼组织的速度,主要流失部位是盆骨和下脊柱。

这些流失的骨骼组织被身体吸收后重新进入血液中,宇航员体内的血钙浓度会增加,所以在空间站的宇航员除了用锻炼刺激骨骼之外,还会吞服一些补充营养的药物,虽然不能彻底杜绝骨质流失,但也能起到缓解作用。

3.出现“直立不耐症”

在地球重力环境下,血液受到作用力会朝下运动,心脏就会像个抽血泵一样,让血液流经全身以保持人体正常运作。

在微重力缓解下,人体血液因几乎不受重力影响,导致血液会在体内进行重新分布,其中大量血液会进入头部、胸部,颈静脉容积扩大3~4倍,最直观的现象就是“航天员变胖了”。

其实这并非航天员在太空中吃好喝好,背后的科学原因是血液分布区域不同,宇航员会出现头晕、胸闷等症状,刚进入太空的航天员,他们的身体都会出现的一些不良反应,需要一段时间来缓解适应。

此外,人体的体液重新分布后,会影响脑脊液、颅腔和眼血管,导致颅内压和眼压升高,从而影响航天员的视力,根据国外航空航天组织对300名航天员的调查后发现,在太空中执行过任务的航天员,其中有60%的人都出现了“视力下降”这种现象,而且出现概率与在太空中停留时间成正比。

在轨180天后返回地球,在重力作用下,血液又重新恢复到原先的布局情况,导致心脏肌肉会突然感受到一股强大的负荷,并且头部血液突然减少,也会让航天员感到头疼、头晕、目眩等情况,严重的话可能会晕厥。

所以我们通过网络可以看到,宇航员成功返回地球,出舱后没有站立,反而一直是处于坐卧状态,并不是宇航员耍大牌,而是身体出现了不良反应,强行站起来对身体伤害很大。

例如2003年10月16日,中国航天第一人杨利伟乘坐神舟五号飞船,成功在内蒙古阿木古朗草原着陆,出舱后一直坐在轮椅上。

2013年6月26日,航天员聂海胜、张晓光、王亚平乘坐神舟十号飞船安全着陆,出舱后同样一直坐在轮椅上,大家此后可以关注一下,或者搜一下照片,其他国家的宇航员也都是这样。

4.其他影响

太空中存在太阳辐射及其他源头的高能宇宙射线,这些射线在“碰撞”到空间站后会释放大量次级粒子,虽然宇航员提前做好了保护措施,但不可避免的仍会受到一些影响,据国际空间站数据得知,宇航员每天接受的辐射量为0.7到1毫希沃特,在轨执行180天任务所受到的辐射量,约等于普通人在地球上的60年,可想而知,宇航员在太空作业的危险性有多高。

而且空间站的飞行速度为7.9km/s,绕地球一圈只需要90分钟,宇航员在24小时内要经历16次昼夜更替,这会让人体生物钟产生紊乱,而且在微重力环境下,宇航员的休息质量远不及地球,长此以往,宇航员的免疫力将出现不同程度的下降。

宇航员回到地球后,如何恢复身体?

宇航员返回地球后并不能直接回家,而是进行疗养恢复,首先他们需要被医学隔离14天,在此阶段,宇航员跟外界处于隔离状态,此时他们的身体还十分虚弱,地球上的细菌微生物等,很有可能对他们造成健康危险,所以任何细节都马虎不得,在这期间宇航员主要进行恢复站立、恢复心血管系统功能、提高立位耐力性等。

14天之后,宇航员会到环境舒适的疗养院进行20~30天的修养,在专业人士的指导下逐渐恢复身体,例如适当运动、吃营养食物等,逐步恢复航天员的神经系统、肌肉、骨质、体液以及立位耐力。

之后宇航员会进入恢复疗养期,这个阶段比较漫长,通常在3~6个月,逐渐让宇航员的身体,恢复到以往的健康水平,此后宇航员就能重新回归正常生活。

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