科普:宇航员长时间驻留太空对身体有何影响

作者:admin 2021-11-30 浏览:36
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新华社华盛顿10月18日电(记者谭晶晶)神舟十三号载人飞船16日成功发射,开启中国迄今时间最长的载人飞行。3名航天员将在中国天宫空间站核心舱在轨驻留6个月。宇航员长时间在太空环境工作生活,身体会有何变化?如何确保他们的健康?

美国宇航员斯科特·凯利曾在国际空间站连续驻留340天,保持着美国宇航员单次航天任务最长时长纪录。宇航员佩姬·惠特森在太空累计停留的时间长达665天,是累计太空停留时间最长的美国宇航员。

为研究太空环境对人体的影响,美国航天局曾对斯科特·凯利及其双胞胎兄弟马克·凯利进行对照研究。2015年3月至2016年3月期间,斯科特·凯利在国际空间站停留340天,同期马克·凯利生活在地球。两人身体状况比较研究显示,约一年的太空任务使斯科特·凯利出现体重下降、颈动脉扩张、DNA甲基化水平变化、肠道菌群改变等。一些指标在斯科特·凯利返回地球的6个月内恢复到此前水平,但仍有一些指标未恢复,一些基因表达存在干扰。

美国航天局表示,跟踪人体在太空环境中的变化,开展相关研究,可以帮助优化宇航服的设计和功能、制定宇航员健康标准和健身计划、进行生理和心理适应训练等,以便为将来开展更长时间的人类深空探索任务做好准备。

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美国航天局相关研究显示,太空环境对宇航员的影响主要有5个方面,包括太空辐射、与外界隔离对身体和心理的影响、远离地球的不便、微重力环境对健康的影响以及长时间封闭环境对人体的影响。

宇航员在太空承受的辐射远高于地球,驻留时间越长辐射量越大,面临的风险包括辐射引起的疾病、中枢神经系统变化等。研究人员在地面模拟宇宙射线环境,研究其对人体健康的影响,通过更精确测量辐射量、研发更先进的辐射屏蔽材料等手段来应对太空辐射影响。

宇航员执行太空任务期间与外界隔离,长时间处于封闭环境,可能出现睡眠问题、疲劳、情绪低落、免疫系统变化等状况。美国航天局相关研究通过调节太空舱光线亮度、运用虚拟现实设备模拟放松的环境等方式来改善封闭环境对人体的影响,鼓励宇航员通过写日记、在太空“种菜”等方式减压。

太空微重或失重环境也会给人体带来影响。据美国航天局介绍,宇航员在太空期间,负重骨骼的矿物质密度平均每月降低1%至1.5%;肌肉量流失速度也更快;人体体液在微重力环境下会上流至头部,可能给眼睛带来压力并导致视力问题。研究人员正通过一系列措施应对这些影响,包括让宇航员穿戴负压装置来控制体液流向、研发柠檬酸钾药物对抗肾结石风险等。

美国航天局还研发了一种收集和测量宇航员在太空中产生的尿液的方法,通过分析尿液物质的不同水平来确定宇航员在任务期内是否存在患肾结石的风险,并据此调整他们的饮食、锻炼习惯和饮水量来进行干预。

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