人在太空能待多久？

陶詩秀

如果你有幸能到太空中生活，你覺得你可以在太空中待多久？

據(jù)資料記載，有一位叫謝爾蓋，克里卡廖夫的航天員曾在軌道空間站上住了311天，這大大超出了其他航天員單次在太空生活的時間。不過他是在不得已的情況下創(chuàng)造這個紀(jì)錄的，因為他在升空時還是蘇聯(lián)航天員，而回到地球時，國籍就變成了俄羅斯。沒錯，就是因為蘇聯(lián)解體，他才不得不在空間站上多住了好幾個月，直到俄羅斯政府派出航天員來接替他。

科學(xué)家們從人體的神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、肌肉骨骼系統(tǒng)著手，對“人在太空能待多久”這一問題進(jìn)行了多方面的研究，最后認(rèn)為，在太空連續(xù)逗留的時間最好在90～20天，這樣回到地球后，經(jīng)過一段時間的恢復(fù)，還可以再上天，否則就容易留下無法恢復(fù)的后遺癥。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，只有心血管系統(tǒng)能承受太空環(huán)境中的各種變化，不受太空時間長短的影響，而另外兩大生理系統(tǒng)要想經(jīng)受長時間的太空生活，則各有需要解決的難題。

內(nèi)耳小石在作怪

前庭神經(jīng)系統(tǒng)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中專門管理人體在空間的定向和維持平衡功能的系統(tǒng)。這些功能是由眼睛、內(nèi)耳以及肌肉、關(guān)節(jié)、肌腱等的位置感官向腦神經(jīng)發(fā)出的信息所產(chǎn)生的綜合反應(yīng)。所有這些信息綜合起來向人體提供確切的位置、姿態(tài)和動作。在地球上，這一切都同地球引力和地平線有關(guān)。當(dāng)人體進(jìn)入太空后，地球引力和地平線就失去了作用，因此，問題就產(chǎn)生了。在太空中，人體的前庭神經(jīng)系統(tǒng)必須重新適應(yīng)新的外部環(huán)境，進(jìn)行一系列的調(diào)整，從而產(chǎn)生了各種病癥，其中主要的是太空運動病。

人體的內(nèi)耳有一個平衡感覺器官，由3副半規(guī)管組成，管中盛有一種叫內(nèi)淋巴的液體，當(dāng)它在管內(nèi)運動，會使內(nèi)耳末梢器擺動，觸及神經(jīng)末梢，向中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)出信號。由于航天器在太空中上下左右翻滾旋轉(zhuǎn)，尤其在失重狀態(tài)下，內(nèi)淋巴運動出現(xiàn)異常情況，會使人失去平衡感。在半規(guī)管附近有一套內(nèi)耳石器官，它也會根據(jù)地球引力發(fā)出運動信號，來平衡人的感覺。一旦進(jìn)入太空，在失重狀態(tài)下，內(nèi)耳石器官也會發(fā)出錯誤的運動信號。因為這些錯誤的信息同視覺、聽覺、位置感官所發(fā)出的信息配合不當(dāng)，就會引發(fā)太空運動病。

太空運動病的病癥同一般的暈車、暈船、暈機所產(chǎn)生的病癥相似，如頭暈、出虛汗、惡心、嘔吐、瞳孔擴(kuò)大、換氣過度、焦急憂慮等。在一般情況下，發(fā)病率為1%；在大風(fēng)浪中為8%；在太空中一般約為30%；而在大型飛船中將近50%。雖然航天員們在地面上進(jìn)行了多次模擬鍛煉，在飛行器中安裝了許多設(shè)施，但依然不可避免。1961年8月，蘇聯(lián)航天員季托夫首次報告患運動病的情況。直到阿波羅登月計劃的旱期飛行中，美國的航天員才首次報告出現(xiàn)一系列的嚴(yán)重病癥，被稱為“太空適應(yīng)綜合征”。而現(xiàn)代公認(rèn)的理論為“感官或中樞神經(jīng)失配理論”，這是由英國的生理學(xué)家里森提出的。他認(rèn)為，由于視覺、前庭感官、位置感官三者是根據(jù)以往的經(jīng)驗進(jìn)行協(xié)調(diào)配合的，一旦出現(xiàn)異常情況，三者配合不當(dāng)，就會產(chǎn)生運動病。視覺和半規(guī)管比較容易適應(yīng)，但是內(nèi)耳石就比較困難，因為在失重狀態(tài)下失去了引力，內(nèi)耳石的功能也受到影響。前庭神經(jīng)系統(tǒng)要經(jīng)過2～4天的時間才能適應(yīng)微引力的影響，但是當(dāng)返回地球時，又會出現(xiàn)運動病，該系統(tǒng)又要重新進(jìn)行調(diào)整，走路時表現(xiàn)為動作失調(diào)、搖搖晃晃、不能保持平衡。如果在太空待的時間較長，返回地球后，要花好幾個月才能陜復(fù)正常。對返回地球后位置感官所出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，科學(xué)家們認(rèn)為，過去可能嚴(yán)重地低估了它的作用及其重要性。

心血循環(huán)易調(diào)節(jié)

心血管系統(tǒng)向各人體組織供應(yīng)適當(dāng)?shù)难鯕夂推渌B(yǎng)料，同時清除新陳代謝中所產(chǎn)生的廢物。心臟是該系統(tǒng)的中心組成部分，而血管是運輸血液的管道。

人體的一舉一動，靜止或運動，都會影響心臟的功能。所以我們在進(jìn)行各種劇烈運動項目之前，必須做準(zhǔn)備活動，加速血液循環(huán)，以適應(yīng)各部分的需要。久臥病床的病人，如果突然站立起來，就會由于腦部供血不足而暈倒。在飛向太空和返回地球過程中，人體都要經(jīng)受加速度或減速度的難關(guān)。當(dāng)脫離地球引力進(jìn)入太空后，由于環(huán)境突變，在太空的頭幾天中，人體下身的液體向胸部和頭部流動，約24小時后，其流速達(dá)到最高點，三四天后，停止上流，漸趨穩(wěn)定，這時上身各部分會出現(xiàn)浮腫現(xiàn)象。據(jù)估計，有1.5～2升的液體上流，下身雙腿明顯變細(xì)。所以在大型飛行器中，都會安裝“下身負(fù)壓裝置”，可減輕液體上流情況。

為了適應(yīng)新環(huán)境，心血管系統(tǒng)會進(jìn)行一系列調(diào)整，總血流量有所減少，足夠維持在太空生存。通過測試，幸運地證明，不管在太空還是在地面，心血管系統(tǒng)都能承受得住各種變化，不受在太空時間長短的影響。

骨質(zhì)疏松病難治

肌肉骨骼系統(tǒng)由骨骼和附在它上面的肌肉組成。成年人的骨骼由45%的無機物、30%的有機細(xì)胞間組織和25%的水分組成，其中最重要的無機物是鈣和磷。骨骼堅固致密的外部組織形成骨骼的形狀，其內(nèi)部由格狀骨壁組成，其中充滿了柔軟的細(xì)胞間組織，這些膠性組織是由一種叫骨膠原的蛋白質(zhì)組成的。

肌肉是由幾十萬個細(xì)胞或纖維組成，每個細(xì)胞或纖維包含1 000～2 000個有收縮性的肌纖維，由腦神經(jīng)控制其活動。骨肌所產(chǎn)生的力量受到外界物理因素的影響，其中包括地球引力。因此，四肢和脊椎骨上必須存在克服地球引力的肌肉以維持人體的正?；顒?。同時，骨骼本身必須具有一定的力量，在地球引力的影響下，支持和保護(hù)人體內(nèi)部的軟組織。所以，地球的引力左右著肌骨所產(chǎn)生的機械力。一旦脫離了地球引力，這些反地球引力的肌骨組織將逐漸消失，肌肉萎縮和骨骼礦物質(zhì)減少的程度直接同在太空失重狀態(tài)下逗留時間的長短有關(guān)，因此，這對長時間太空旅行的成敗是至關(guān)重要的。

骨骼礦物質(zhì)的減少主要在其內(nèi)部的格狀骨壁組織和骨膠原基質(zhì)。不幸的是，假如格狀骨壁組織僅部分被侵蝕，它能恢復(fù)原樣，但所需的時間與在太空逗留時間相同；如果該組織已被全部侵蝕，它就無法再恢復(fù)過來。

鈣的新陳代謝一般處于平衡狀態(tài)，每天正常鈣攝入量平均為800毫克，從糞便中排出720毫克，從尿中排出80毫克。但是在失重狀態(tài)下，上述平衡被打破，出現(xiàn)鈣負(fù)平衡狀態(tài)。從尿中排出的鈣量急遽上升，在一個月內(nèi)，其排出量達(dá)到每天240毫克，糞便中鈣的排出量也有增加.在太空逗留5～7個月，會得骨質(zhì)疏松病，在太空逗留1年，將損失全身鈣質(zhì)總量的20%左右。這種損失很可能是不可逆轉(zhuǎn)的。

現(xiàn)在去火星航行，來回將花侶—36個月的時間，因此科學(xué)家認(rèn)為，如果不能夠很好地解決這個問題，還是不去為妙。