安利
美國宇航員斯科特·凱利在太空連續(xù)生活340天后不久前重返地球,他迄今累計在太空生活了522天,成為在太空時間最長的美國宇航員。而俄羅斯宇航員瓦列里·波利則保持著在太空連續(xù)逗留的最長時間紀(jì)錄——438天。長期在太空生活對人體會有什么影響呢?
在太空中,宇航員總是飄來飄去的,無需用自己的腿走路,也不用干一點兒“力氣活”,這導(dǎo)致他們會有一定程度的骨質(zhì)疏松和肌肉無力癥狀,剛一返回地面后幾乎無法行走,要靠別人攙扶。雖然現(xiàn)在有專門的太空訓(xùn)練計劃和器材,可是骨質(zhì)流失的問題仍然存在。美國宇航局曾對國際空間站早期駐守的宇航員進行研究,利用三維X射線計算機層析攝影獲得其骨質(zhì)改變的三維圖像,結(jié)果表明,宇航員腿和脊椎內(nèi)骨質(zhì)損失速度為每月2.7%,髖骨內(nèi)骨質(zhì)流失速度為每月1.7%,這些數(shù)據(jù)與在俄羅斯“和平”號空間站上生活過的宇航員骨質(zhì)損失情況的數(shù)據(jù)大致相同。
以斯科特·凱利為例,52歲的他在太空生活期間長高了5厘米,回到地球后,又恢復(fù)了原來的身高。其他宇航員也都或多或少有這樣的經(jīng)歷,這都是重力作用導(dǎo)致的。受地球重力牽引人產(chǎn)生了體重,體重又壓迫人的脊椎致其收縮。而在太空地球重力幾乎不產(chǎn)生影響,沒有體重的壓迫,脊椎伸長,身體也變高了。
斯科特·凱利與他的同卵雙胞胎兄弟一起成為了美國宇航局雙胞胎研究計劃的研究對象。研究人員將大量收集兩人的生理資料和基因數(shù)據(jù)并進行對比研究,數(shù)據(jù)上的差異或許能揭示人體是如何應(yīng)付極端環(huán)境的。不過,在數(shù)據(jù)結(jié)果出來之前,他們兩人就已有了差異,那就是斯科特比他的哥哥又年輕了一點點。根據(jù)愛因斯坦狹義相對論,速度越快,時間流逝得越慢。一名宇航員在國際空間站上停留6個月,將比地球上的人年輕約0.007秒。
宇航員回到地球上經(jīng)常會有走路不穩(wěn)、東西放不準(zhǔn)位置或是打落東西的情況發(fā)生。前庭系統(tǒng)是專門管理人體在空間的定向和維持平衡功能的系統(tǒng)。它的核心器官在人體的內(nèi)耳中。
在地球上,這個前庭系統(tǒng)的運作同地球的引力和地平線有關(guān),而在太空中,地球引力和地平線失去了作用,前庭系統(tǒng)必須重新適應(yīng)新的外部條件。重返地球后,又必須再調(diào)整回來。在這反復(fù)調(diào)整的過程中,人體經(jīng)常會被錯誤的信號誤導(dǎo)。
有宇航員報告稱,在空間站上工作時感到大腦的警覺性下降,并且思維反應(yīng)速度也變慢了??茖W(xué)家對此展開研究,他們把老鼠暴露在低劑量高能帶電粒子環(huán)境下,6周之后讓老鼠接受一系列學(xué)習(xí)能力和記憶測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn),接觸帶電粒子的老鼠表現(xiàn)更差并且更容易出現(xiàn)精神錯亂。此外,這些老鼠大腦內(nèi)的樹突細(xì)胞數(shù)量大幅減少??茖W(xué)家推測,執(zhí)行長期太空任務(wù)的宇航員有可能因宇宙射線輻射,導(dǎo)致大腦內(nèi)的神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
在空間站上,睡眠很成問題,一方面是因為宇航員的“睡眠莢”空間很小,令人不舒服,而飄浮的睡袋又不安全;另一方面在空間站上一天要看到十幾次日出和日落,生物鐘完全被打亂。即使宇航員閉上眼睛,有時也能“看到”閃光。這種現(xiàn)象通常被認(rèn)為是宇宙射線作用于視覺相關(guān)組織,例如視神經(jīng)或大腦中的視覺中樞的結(jié)果。長期如此,會使宇航員易感疲勞,注意力不集中,甚至引發(fā)心理問題。
美國宇航局在一項研究中,借助安裝在國際空間站上的超聲波設(shè)備,監(jiān)測了12名宇航員的心臟,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其心臟形狀變得更圓了。研究人員推測,這與“零重力”有關(guān),畢竟心臟的工作機制是按照地球重力的特點進化而成的。宇航員在返回地球不久,心臟又回復(fù)了原來的狀態(tài),至于是否會對身體產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響,目前還不太清楚??茖W(xué)家們還有一個擔(dān)憂,那就是宇宙輻射可能會促進冠心病癥狀的出現(xiàn)。
剛剛從太空返回地球的宇航員,大多數(shù)都會有輕微的視力下降現(xiàn)象發(fā)生,但是科學(xué)家尚不清楚確切原因。有觀點認(rèn)為,在微重力環(huán)境下,視力變化與身體上下肢體液的變化造成顱內(nèi)壓增高之間可能存在聯(lián)系;另有研究發(fā)現(xiàn),宇航員視力下降可能是因維生素B13或葉酸缺乏導(dǎo)致的。此外,輻射環(huán)境還使宇航員患上白內(nèi)障的風(fēng)險增加。
宇航員長期暴露在高能量輻射環(huán)境下,這可能會傷害人體組織細(xì)胞,破壞DNA,隨著時間推移,還可能會引發(fā)包括癌癥在內(nèi)的多種疾病。同時,在太空中長期生活還會增加細(xì)菌或病毒感染的風(fēng)險,宇航員體內(nèi)的潛伏病毒也有可能被重新激活。
【責(zé)任編輯】龐 云