长期在太空空间站工作的宇航员身体会有什么变化?
这是一个好问题。如果任何一个3E班的学生有太空旅游的机会的话,那么他就贴上预防恶心的皮肤贴然后大胆地去吧!太空病的确不舒服,但是如果你得了太空病,这个病持续时间短还可以让你永远记住太空旅行的经历。
不能否认的是宇航员在到国际空间站的旅行中会得太空病。相较于搭乘使用到2011年的旧航天飞机,宇航员搭乘如今狭小的俄罗斯Soyuz宇宙飞船更不容易生病。宇航员在航天飞机里可以到处移动,而可以到处移动这点增加了得太空病的概率。至少一半的宇航员,在太空站的头几天会受到太空病的影响。
宇航员吐在了他们的宇航头盔中这事一开始听起来很搞笑,或者说很尴尬。但是,Mike Mullane宇航员在他的个人传记中说过,这件事可以是致命的,尤其是当这个宇航员在太空漫步时。呕吐物会污染头盔内部,遮掩宇航员的视界。并且因为无法清除呕吐物,呕吐物会被吸入或阻塞氧气循环系统。
图片说明:这些天宇航员通过俄罗斯的宇宙飞船Soyuz航行到国际空间站。
什么导致了太空病?
正如你可能知道的,在国际空间站里的重力比地球上的重力要小。重力是把我们拉到地面的力。太空中的低重力允许宇航员四处漂浮。这虽然看起来很有趣但会导致太空病的发生。
太空病是指许多宇航员会感到恶心和丧失方向感。NASA用太空适应综合征这个称呼替代太空病。宇航员努力适应太空中的失重现象这件事用太空适应综合征形容更合适。但是导致太空病的原因仍旧没有完全清楚。
近来的研究表明太空病和我们的内耳有关。内耳中有两个独立的部分分别对应旋转和方向的突然改变。如果你快速摇摆或者快速移动你的头,你会感到头晕甚至有些人可能会感到恶心。但是,通常情况下这些感受很快就会消失。
在低重力环境下的正常反应都是令人失望的,你的内耳认为你处在持续的移动中。人们需要花费一定的时间去适应失重。当你的身体还在适应阶段时,如果你移动你的头部,情况会变得更糟。这就是为什么以前通过空间较大的航天飞机进行宇宙旅行的宇航员比现在使用狭小的Soyuz航天器进行宇宙旅行的宇航员更可能得航天病 – 因为在一个狭小的空间中,宇航员不大会大幅度移动他们的头部。
图片说明:在空间站的头几天,太空病影响了许多宇航员,也许多达一半。
在前期的航天任务中,太空病不会被讨论。最初的Mercury和Gemini宇宙飞船,就像现在的Soyuz飞船一样拥挤。直到Apollo以及之后的航天任务,太空病才成为NASA的考虑之一。
1983年,宇航员医生Norm Thagard首次提出一个在航天飞机(STS-7)上进行的详细的研究。他的研究和之后的相关研究被宇航员们干扰。没有一个宇航员愿意承认得过太空病。他们担心任务控制中心会把他们从太空漫步的名单中除去,或者更糟,他们也许不能再参加之后的航天任务。
相关知识
航天员是指接受航天训练后,指挥、操纵或搭乘航天器的人员。
随着科学科技的进步,人类对宇宙的探索也变得愈发频繁,越来越多的宇航员也将进入太空进行太空探索和太空作业,不仅如此宇航员在天空所呆的时间也将变得越来越长。
最近研究显示长期居住在太空静脉血液会倒流,导致颈静脉血栓疾病发生几率增高,除此之外还影响骨骼钙质的沉积、癌症的发生可能。总体上不适宜人类在太空长久居住。
现代的宇航员是航天任务的执行者,但是一定程度上也是“小白鼠”,由于尚无人类在太空中居住一辈子,太空环境对人体具体会有怎样的影像也还缺乏相应的数据。目前在太空生活时间最长的宇航员是美国的,但在太空也只待了2年左右的时间,这个数字不过是人类正常寿命的几十分之一。太空环境和陆地环境有一定的区别,主要是微重力和较高的宇宙辐射。
由于人随着空间站等航天器绕地球运转,地球对人的引力也提供了绕地球运行的向心力,所以人在太空中受到的重力因素很微弱;宇宙射线的影响主要是由于没有地球大气和磁场的作用。由于重力的影像,地球绝大多数大气质量都集中于距地面10公里的范围内,磁场也是近地表更强,太空中飞行器中的人要承受更强的宇宙辐射。
太空环境对人的改变主要几种在以下几点:第一,太空环境微重力,不利于人骨骼钙质的沉积,也因为缺乏重力影像,人在太空中办各种事情都很容易,骨骼肌肉得不到锻炼,因此会有个头的短暂增加、骨骼肌肉乏力等不良影响,这也是宇航员在经历一段时间的太空任务回到地球厚需要坐在椅子上被人抬着走的原因。
第二,由于太空环境中有更强的宇宙辐射,也影响着人类的遗传物质、影响人类的健康状况。NASA分析了一对同卵双胞胎的基因,这两兄弟一人是NASA的地面工作人员,另一个是宇航员,并且经历了数个月的太空飞行,经过基因检测后NASA发现,作为宇航员的哥哥表观遗传(基因经甲级等修饰后的遗传表现)发生了较大的变化,未来罹患癌症的几率增加。
第三,对生殖的影响。哺乳动物的受精卵发育尤为复杂,因为哺乳动物在地球上出现的历史相对较短,受精卵发育过程更为复杂,迄今人类实现过鱼类、两栖类受精卵在太空中的发育,而哺乳动物受精卵在太空中却无法发育,迄今最好的的结果是我国实践10号,实现了老鼠受精卵从一个细胞到两个细胞乃至早期胚胎(具有32个细胞的囊胚)的发育过程。
第四,微重力环境影响人的血液流动。NASA的学者发现宇航员颈部血液倒流和血栓形成几率增加。静脉是经过物质交换后回流的血液,静脉血管的壁很薄,不具备搏动的能力,但是在进化中静脉中形成了静脉瓣这种依靠重力避免血液倒流的特殊结构。而在太空中人体各处没有了压力差(液体压力和液体的深度密度等有关),静脉血液的回流比地球上更复杂,在静脉瓣等地方更容易形成涡流,更容易造成血细胞的碎裂启动凝血的过程,造成静脉血栓形成几率的增加。
这里列出的影响只是科学家们较为熟悉和确定的影响,毕竟至今尚未实现哺乳动物从受精卵到老死、病死整个阶段的数据,因此尚难以确定一辈子生活在太空中会受到哪些影响。
太空中没有空气,气压比地球内低,而而且太空辐射强,所以太空空间站宇航员身体会变轻,血管会变大,呼吸变慢,皮肤可能会因为辐射太强出现癌症。
会日渐消瘦,这和他们对未知世界的恐惧以及他们在太空上只能吃压缩食物有着极大的关联,还有就是心理上的一定影响。
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