涉江
還記得那個(gè)種了太空一枝花的斯科特·凱利嗎?不久前他剛剛返回地球,在太空度過的340天里,他繞地球飛行了2.3億公里,經(jīng)歷了10944次日出日落,拍攝了713張?zhí)照掌?,完成?00多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。除了例行公事,他還喜歡艙外自拍、在飛船上種菜、Cosplay大猩猩——真是一個(gè)十足的“網(wǎng)紅”。
通過此次為期一年的太空生存計(jì)劃,NASA希望通過對(duì)斯科特·凱利的觀察了解長期的太空生活對(duì)人體的影響。而恰巧斯科特·凱利有一個(gè)同卵雙胞胎兄弟也是NASA的宇航員,他則留在地球上作為對(duì)比。
在去太空之前,斯科特·凱利和哥哥的身高一樣,但經(jīng)過一年在外太空低重力環(huán)境的生活后,他長了5厘米。NASA解釋稱,身高的增長源于在微重力環(huán)境中脊椎的拉抻。當(dāng)人類的脊椎不再受地球引力牽引之后,骨密度會(huì)降低,這使得人的身高能增長不少。當(dāng)然這種長高只是暫時(shí)性的,宇航員返回地球幾個(gè)月后,身高又會(huì)恢復(fù)正常。
由骨骼引起的身高變化只是太空生活對(duì)人體影響中的一部分,人體還有哪些地方會(huì)在外太空發(fā)生改變?
1.睡眠周期被打亂。畢竟和在地球生活的環(huán)境非常不同,難以入眠是可以理解的。
2.臉變腫。因?yàn)闆]有足夠的重力讓臉部血液順利地循環(huán)。
3.視力改變。長期在太空生活,人的視力也會(huì)受損。由于體液往上集中,顱內(nèi)壓力增加,宇航員的眼球可能逐漸被壓平,形成遠(yuǎn)視眼。
4.肌肉收縮。骨骼肌系統(tǒng)是人體最大的器官系統(tǒng),它能適應(yīng)作用在它身上不同的力,即通常所說的可塑性。太空飛行會(huì)導(dǎo)致骨骼肌的質(zhì)量和強(qiáng)度下降。研究人員發(fā)現(xiàn),有37位在國際空間站長期工作的宇航員出現(xiàn)了等力肌收縮減弱的現(xiàn)象,收縮程度甚至達(dá)到8%至17%。即使宇航員進(jìn)行嚴(yán)格的鍛煉,這種退化也會(huì)出現(xiàn)。
5.心臟變小。包括心臟在內(nèi)的心血管系統(tǒng)的許多部分都會(huì)受到重力的影響。在地球上,人腿中的靜脈會(huì)頂著重力將血液送回心臟。當(dāng)宇航員生活在微重力條件下時(shí),他們心臟的左右心室都會(huì)變小。宇航員在宇宙中的血壓也比在地球上低,心量輸出(每分鐘血液從心臟流出的量)在太空中也會(huì)減少。
6.行動(dòng)能力變差。有氧代謝能力是有氧適能的指標(biāo),指的是人體在運(yùn)動(dòng)過程中所使用的氧氣最大量。太空飛行引發(fā)的肌肉和心血管系統(tǒng)退化會(huì)減弱有氧適能。研究人員表明,在太空中飛行9天至14天,人體的行動(dòng)能力會(huì)減少20%至25%。有趣的是,在5個(gè)月至6個(gè)月的太空飛行中,身體的行動(dòng)能力開始改善,卻仍無法恢復(fù)到之前水平。
7.骨質(zhì)疏松。骨骼通常會(huì)不斷地重構(gòu),且有兩種類型的細(xì)胞參與其中:成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞。在太空飛行中,這兩個(gè)過程的平衡會(huì)被打破,從而導(dǎo)致骨骼密度降低。
8.免疫系統(tǒng)變化。有許多變量會(huì)引發(fā)免疫系統(tǒng)變化,比如輻射、微重力、壓力和生理規(guī)律的改變等。在太空中宇航員也會(huì)與他們自身、其他宇航員、食物以及環(huán)境中的細(xì)菌發(fā)生交互作用,這些都能改變他們的免疫反應(yīng)。
NASA早已留意這些生理變化并展開研究,但以往研究都只能局限于單個(gè)宇航員上天前后的對(duì)比,不能有效排除人體本身自然老化的因素干擾,因此無法斷定到底哪些生理影響是由單純的太空失重環(huán)境造成,且影響程度具體有多深。
而如今,借助凱利兄弟“一人在天、一人在地”的對(duì)比數(shù)據(jù),科學(xué)家有望排除干擾,獲得更準(zhǔn)確的研究結(jié)果。這些研究成果將有助于了解人體對(duì)嚴(yán)酷太空環(huán)境的反應(yīng)和適應(yīng)能力,降低人類今后進(jìn)軍月球軌道、小行星乃至火星時(shí)所面臨的風(fēng)險(xiǎn)。