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當前，人類一直希望并致力于探索地球之外的第二個家園。也許在遙遠的未來，人類或許真的可以搭乘最新的航天器，逃離地球，沖出太陽系，到達新的宜居家園。 但是，已有科學(xué)研究證實，人的身體在脫離地球重力磁場之后，會受到太空微重力、輻射等的影響，甚至?xí)霈F(xiàn)無法逆轉(zhuǎn)的傷害。 如今，一項最新的研究再次證實了太空飛行的危險性。 加拿大卡爾加里大學(xué)的運動科學(xué)家 Leigh Gabel 團隊及其合作者，通過追蹤平均年齡為 47 歲的 17 名宇航員（在太空中生活了 4-7 個月）發(fā)現(xiàn)，在持續(xù) 6 個月或更長時間的太空任務(wù)中，宇航員可能會經(jīng)歷相當于衰老 20 年的永久性骨質(zhì)流失。 相關(guān)研究論文以“ncomplete recovery of bone strength and trabecular microarchitecture at the distal tibia 1 year after return from long duration spaceflight”為題，已發(fā)表在科學(xué)期刊《科學(xué)報告》（Scientific Reports）上。 
長期暴露在微重力下，會導(dǎo)致宇航員大腦腫脹，包圍大腦和脊髓的腦脊液增多，甚至影響視力。 同樣，在微重力下，肌肉不會像在地面保持緊繃，就好比失去行動能力的人，缺乏鍛煉以后，腿部肌肉就會顯得很松散，并慢慢萎縮。 1970 年 6 月，當兩名宇航員搭乘聯(lián)盟 9 號從當時創(chuàng)紀錄的 18 天太空飛行中返回時，其中一名宇航員身體虛弱，當他走出著陸艙時，甚至無法攜帶自己的頭盔。 此外，太空輻射也可能會增加宇航員患癌癥和其他疾病的風(fēng)險。 自從人類飛離地球、踏入太空以來，科學(xué)家們已經(jīng)無數(shù)次改進航天器的設(shè)計，也讓宇航服穿起來更加舒適，但仍然無法使宇航員的身體免受來自太空的傷害。 盡管失重的宇航員們?yōu)楸３煮w力每天都會在空間站內(nèi)鍛煉幾個小時，但微重力下生命的其他問題仍未解決。 如今，科學(xué)家們正在設(shè)計的人造重力服、抗輻射藥物和微型醫(yī)療工具，有望能在大約 10 年內(nèi)準備就緒，從而保證未來太空旅行者的安全和健康。 在這項工作中，研究團隊通過使用高分辨率外圍定量計算機斷層掃描（HR-pQCT），在 61 微米尺度上（比人類頭發(fā)還要細）測量了宇航員的 3D 骨骼微結(jié)構(gòu)，對小腿脛骨的骨骼結(jié)構(gòu)和小臂的半徑進行成像。
數(shù)據(jù)顯示，在太空中生活不到 6 個月的宇航員，可以在回到地球 1 年后恢復(fù)太空飛行之前的骨骼強度。 而對于那些在太空中生活時間較長的宇航員，他們的脛骨會出現(xiàn)永久性骨質(zhì)流失，相當于衰老了數(shù)十年。 為骨骼提供整體強度的微觀組織消失后，即使在宇航員回到地球上后，也無法被重建，但剩余的骨骼組織會在一定程度上變厚。 對此，論文作者之一、加拿大卡爾加里大學(xué)的運動科學(xué)家 Leigh Gabel 表示，骨骼是一種活的器官，它們充滿活力且活躍，并且不斷在重塑，但是沒有重力，骨骼就會失去力量。 另一個發(fā)現(xiàn)是，這些宇航員的小臂骨骼結(jié)構(gòu)和半徑幾乎沒有發(fā)生太大變化，一個可能的原因是，小臂骨骼不是承重骨骼。 對于這一現(xiàn)象，卡爾加里大學(xué)運動科學(xué)家 Steven Boyd 也給出了建議，即“增加在太空中的舉重訓(xùn)練可以幫助減輕骨質(zhì)流失的問題”。
這尤其令人擔憂，因為在未來的載人任務(wù)中，即使去往火星也將持續(xù)至少兩年。  圖｜科學(xué)家們正在研究如何在醫(yī)療設(shè)備空間有限的情況下保護前往火星執(zhí)行任務(wù)的宇航員。未來，Gabel、Boyd 和他們的同事希望能夠深入了解宇航員在太空中停留超過 7 個月后會發(fā)生哪些變化。這一研究是進行中的 NASA 項目的一部分，該項目旨在研究一年的太空飛行對宇航員十幾個身體系統(tǒng)的影響。 “我們真的希望能發(fā)現(xiàn)一個'停滯期’，宇航員們會在一段時間后停止骨質(zhì)流失。” Boyd 說。
除了在太空中遭受微重力和輻射的傷害，宇航員在地球上，也要經(jīng)過十分殘酷的“魔鬼”訓(xùn)練。 例如，為了在飛船上升和下降的過程中，能夠承受巨大的過載，始終保持清醒，正確進行操作，他們會進行超重耐力與適應(yīng)性訓(xùn)練，在高速旋轉(zhuǎn)的離心機中承受 8 倍的重力加速度。 他們也會進行前庭功能訓(xùn)練，做 360 度順時針和逆時針的快速運轉(zhuǎn)，同時上下前后擺動，主要目的是提高前庭功能穩(wěn)定性，降低空間運動病的發(fā)生幾率，減輕空間運動病的癥狀。 另外一項，是中性浮力水槽訓(xùn)練，航天員在模擬失重的訓(xùn)練環(huán)境下，進行出艙活動訓(xùn)練，特別是艙外行走、出艙裝配和維修等艙外作業(yè)。 總之，在太空中完成的每一個動作，都是在地球上數(shù)倍努力的結(jié)果。 此外，為了確保宇航員可以筆直行走，未來的空間站內(nèi)也很有必要配備一些人工重力機器，比如下軀負壓系統(tǒng)（LBNP）。 當宇航員的身體從腰部以下被密封時，該裝置會對宇航員下半身施加真空壓力，真空重新產(chǎn)生重力的向下拉力，可以使得宇航員的腳牢牢地站在空間站地板上，并將體液吸向腿部。
正如前面提到的，離心機可以通過離心力模擬重力，幫助宇航員在微重力環(huán)境下更好地工作。 但是，如何把想對笨重的離心機帶上太空，還是一個大問題。  參考資料： https://www./articles/s41598-022-13461-1 https://www./article/astronauts-mars-space-health-survival 熱門視頻推薦 |
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