楊振中，吳大蔚，費錦學，劉偉波，何新星，張 程，李瑩輝

（中國航天員科研訓練中心，北京100094）

載人航天能量代謝研究的回顧與展望

楊振中，吳大蔚，費錦學，劉偉波，何新星，張 程，李瑩輝

（中國航天員科研訓練中心，北京100094）

概述了直接測熱法、間接測熱法和心率法等目前主要的航天能量代謝測量方法，分析了航天環(huán)境對能量攝入、能量消耗和日代謝總量的影響，介紹了美國、俄羅斯和我國載人航天能量代謝設計參數(shù)的標準及相關內(nèi)容。在這些基礎上根據(jù)中國長期載人航天任務的需求，提出了今后能量代謝研究的展望。

載人航天；微重力；能量代謝

1　引言

人的生命活動過程是一個耗能的過程，機體將攝入的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物氧化分解獲得能量（熱量），同時消耗一定比例的氧氣、產(chǎn)生一定比例的二氧化碳。因此，一般將能量代謝率（Energy Metabolism Rate，EMR）、耗氧率及二氧化碳（CO2）排出率稱為能量代謝參數(shù)。對于航天員來說，能量代謝是評價飛行任務乘組生理負荷和身體機能狀態(tài)、保持航天員工作效率和優(yōu)化作息制度的重要指標。對于航天器來說，能量代謝參數(shù)是載人航天器環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)（ControlledEcologicalLifeSupportSystem，ECLSS）、航天食品配置等工程設計的重要輸入條件。飛行中ECLSS的氧氣攜帶量、CO2濾除能力、航天食譜的膳食結(jié)構等均要依據(jù)航天員能量代謝參數(shù)進行合理、優(yōu)化設計［1-2］。

隨著飛行時間的延長和能量補給的增加，補給的配置量和實際消耗量之間不匹配的可能性加大，資源不足或資源過剩的潛在影響加劇。例如，對于一次三年期的駐留任務，其能量需求即使低估10%，都會造成返回地球前食物的嚴重短缺；而若將能量需求多估算10%，則脫水食品發(fā)射重量將增加84 kg/人［3］。能量代謝參數(shù)的準確制定在長期飛行任務中發(fā)揮著關鍵的作用。因此，有必要準確了解乘組飛行期間個體的能量代謝水平，合理設計制定飛行任務特別是長期飛行的能量代謝參數(shù)范圍，為航天員的健康和航天器工程設計提供支持。

2　載人航天能量代謝估測方法

準確有效地獲得航天環(huán)境人體能量代謝相關研究結(jié)果是代謝參數(shù)制定的重要保證。目前載人航天中應用的能量代謝估測方法，主要包括間接熱量法（氧消耗法、CO2吸收法、雙標記水法）、直接熱量法（通風液冷散熱法）、心率法、食物攝入和活動記錄法等。

2.1 氧氣消耗法

氧氣消耗法是ISO8996［4］和GB/T18048［5］中規(guī)定的常規(guī)地面人體代謝率估測方法，其誤差一般小于5%。該方法由于簡便易行而成為航天任務中最常用的能量代謝估算方法，具體是根據(jù)環(huán)控氧瓶壓力和艙內(nèi)氧濃度等參數(shù)的變化以及乘員艙的容積、氧氣泄漏率等，計算耗氧率和EMR。但由于該方法不能獲取航天員個體的代謝情況、氧氣消耗率數(shù)據(jù)受溫度數(shù)據(jù)影響較大、MPa級氧瓶氧傳感器數(shù)據(jù)的微小變化導致能量消耗數(shù)據(jù)的較大波動和生物再生生保系統(tǒng)中植物產(chǎn)氧狀態(tài)的影響等因素，在精確進行能量代謝測算時具有較大的局限性。

和平號空間站和航天飛機任務均通過測量氧氣消耗獲得壓力服中的代謝率［6-7］，在航天飛機任務STS-61B后，使用了新設計的氧氣監(jiān)測儀，可以每2分鐘記錄一次氧氣的消耗量［7］。我國載人航天中，前期主要采用該方法獲得了神舟六號、神舟七號、神舟九號和神舟十號飛行任務航天員平均EMR數(shù)據(jù)。

2.2 CO2吸收法

CO2吸收法是根據(jù)艙內(nèi)平均CO2濃度參數(shù)變化，以及乘員艙的容積、氣體流速、氣體泄露率等參數(shù)計算人體的CO2排除率和EMR［8］。蘇聯(lián)/俄羅斯和美國均曾采用CO2吸收法估測航天員飛行期間的能量消耗。例如，東方號（Vostok）、聯(lián)盟號（Soyuz）、雙子星座（Gemini）和禮炮9號（Salyut-9）任務中，采用CO2吸收法測量了飛行中航天員日?；顒拥哪芰看x［9-10］。和平號空間站任務通過計算污染物控制罐中CO2濃度和生命保障系統(tǒng)的氣體流速及氣體泄露，獲得了EVA能量代謝數(shù)據(jù)［6］。

神舟七號飛行任務利用艙外航天服的遙測參數(shù)（通風流量、凈化罐入口/出口CO2濃度、服裝二氧化碳濃度、服裝壓力等）建立的航天員CO2排出率計算模型，成功獲得了我國首次艙外活動（Extravehicular Activity，EVA）航天員能量代謝數(shù)據(jù)，為飛天艙外服的后續(xù)研制提供了寶貴的飛行數(shù)據(jù)。

2.3 雙標記水法

雙標記水法（Doubly-Labelled Water，DLW）是口服經(jīng)非放射性同位素氘（2H）和氧（18O）雙重標記的水，其中18O隨著CO2和H2O的代謝而消除，2H隨著H2O的代謝而消除，兩種消除之間差異可獲得CO2的生成率并進一步計算出EMR［11］。DLW法具有精確度高、非侵入性、不影響人體自由活動、樣本提取簡單等多種優(yōu)點，適宜用于4～20天之間的能量測定，被譽為能量評定方法的金標準［12-13］。與地面水相比，航天器太空廚房中的水含有更多18O，而2H的豐度變化較大，因此在飛行中使用雙標記水時需要注意這些影響［14-15］。

NASA曾在1996年的航天飛機任務（Life and Microgravity Sciences，LMS）中應用該方法獲得了4名航天員17天飛行的能量代謝數(shù)據(jù)［16］。航天員中心通過分析21名男性志愿者30天頭低位臥床期間不同周期和劑量所測能量代謝的準確性，建立了適合15天至20天航天飛行任務的人體DLW估測方法。采用常規(guī)劑量DLW法和氧氣消耗法，估測了密閉艙內(nèi)按照飛行程序生活工作13天3名志愿者的能量代謝，全周期平均EMR結(jié)果顯示氧氣消耗法（417.4 kJ/h）與DLW法估測結(jié)果（408.9 kJ/h）非常接近［2］。在神舟九號和神舟十號交會對接飛行任務中，應用該方法對飛行乘組航天員實施了測量，獲取了科學的能量代謝數(shù)據(jù)。

2.4 心率法

心率法是預先通過測量心率（Heart Rate，HR）和相應的EMR，獲得HR-EMR關系方程，進而通過HR估算EMR［17］。其具有飛行時較易實施評價，通過對HR的采集還可以獲得人體在航天活動時的負荷強度等信息［18］的優(yōu)點。航天員在進行EVA時，利用心率法適時評估航天員EMR是空間站EVA任務健康監(jiān)測的主要手段之一［8］。心率法的缺點是不能對靜息等低水平活動狀態(tài)的能量代謝進行準確的估測［19］，F(xiàn)reedson等［20］觀察到與攝氧量呈良好線性關系的HR范圍是110～150 beats/min。

在神舟七號低壓艙出艙活動程序訓練中，通過建立的個體EMR-HR回歸方程，成功地對航天員模擬出艙活動程序的EMR進行了監(jiān)測。

2.5 食物攝入和活動記錄法

由于飛行中食物通常以標準單包裝食品的形式提供，而且航天員的活動通常也是按照詳細安排進行實施，因此可以通過膳食攝入量和體力活動的詳細記錄對能量代謝進行估算。能量代謝的準確估測要求機體儲備恒定即能量攝入與消耗相等，但是在微重力環(huán)境下，體液分布改變、機體水分丟失、肌肉質(zhì)量丟失可能會掩飾機體脂肪儲備的增加［21］。因此，熱量測量法比基于食物攝入和活動記錄的估測方法更客觀和準確，其仍然是目前載人航天能量代謝估測的首選方法［22］。

2.6 通風液冷散熱法

該方法屬直接測量，是通過計算航天服內(nèi)液體或氣流出入口溫度的溫熱量變化，對機體EMR進行近似估算［8］。和平號空間站任務曾應用該方法進行了隨機檢測，其估測結(jié)果的精確度較低，總誤差約為20%［6］。

3　航天環(huán)境對人體能量代謝的影響

3.1 航天環(huán)境對能量攝入的影響

短期飛行航天員可出現(xiàn)攝入量減少，在飛行初期航天員能量攝入甚至可減少50%～70%［23］。NASA在LMS任務中對4名航天員進行了能量代謝測量研究，并同步開展了17天頭低位臥床實驗［16］。結(jié)果顯示，與飛行前后相比，航天員飛行中能量攝入量分別降低了43.5%和45.8%；頭低位臥床期間志愿者能量攝入量也分別降低了8.3%和9.1%。與飛行前相比，飛行后航天員體重平均減少3.8 kg，機體出現(xiàn)負氮平衡。該研究綜合比較了天空實驗室（SkyLab）2、3、4號、Space Life Sciences（SLS）1、2號任務航天員攝入量的變化，認為導致航天員能量攝入量明顯減少的原因并不是由于航天員能量消耗率降低，而是與空間運動病導致的飛行初期進食量明顯減少，航天員嗅覺、味覺、胃腸道功能變化及過度疲勞等因素有關。

與短期飛行結(jié)果不同，長期飛行的數(shù)據(jù)顯示能量攝入變化不大。例如，在Skylab任務期間，航天員的能量攝入量為11～12 MJ/d，這種差別可能是由于飛行時間延長，受到空間運動病和其他飛行初期不利影響的刺激減少所致［3］。表1顯示了部分航天器飛行任務記錄的平均能量攝入。

表1　空間飛行中航天員的平均能量攝入（平均值±標準差）Table 1 Average energy intake of astronauts during space flight（Mean±SD）

3.2航天環(huán)境對能量消耗的影響

3.2.1 靜息代謝率

NASA的研究認為航天環(huán)境下的靜息代謝率與地面可能并無明顯差異。Skylab任務在安排的體能鍛煉前進行了靜息代謝率的測定，6名航天員的靜息代謝率為5.5±0.5 kJ/min，與飛行前地面1 g條件下（5.4±0.5 kJ/min）及飛行返回后2天（5.4±0.7 kJ/min）的測定值均為無顯著差異［26］。

臥床模擬微重力效應的研究顯示，靜息代謝率無明顯變化或有降低趨勢［21，27-29］。Stremel等［27］、Greenleaf等［28］和Lee等［29］在13～14天6°頭低位臥床研究中發(fā)現(xiàn)，靜息狀態(tài)下耗氧量無顯著變化。Greenleaf等［30］在隨后的研究中認為隨著臥床時間延長（7～70天），基礎代謝率有降低2%～22%的趨勢，并且其降低與體重和肌肉萎縮質(zhì)量減少有關。Gretebeck等［21］在10天6°頭低位臥床的研究中發(fā)現(xiàn)，早晨的基礎代謝率比預期值低9%，晚餐后4～5小時的靜息代謝率顯著增加（比早晨高25%），但該增加被認為是食物熱效應發(fā)生了延遲，而不是靜息代謝率本身升高［31］。

3.2.2 工作活動的代謝率

1）日常工作

飛行中，航天員睡眠外的大部分時間用于日常工作活動。俄羅斯的飛行數(shù)據(jù)顯示日常工作的代謝率可能是升高的。Vostok、Soyuz和Salyut-9任務中，采用CO2吸收法測量了飛行中日常工作（包括食物熱效應、航天員軀干和上肢的正常活動及熱調(diào)節(jié)）航天員的能量代謝，結(jié)果顯示代謝率較1g條件下的測定值升高約2.6 kJ/min，并比其基礎代謝率約高50%［10］。

2）體能鍛煉

體能鍛煉是對抗航天環(huán)境下心血管系統(tǒng)脫適應、骨丟失、抗重力骨骼肌萎縮與平衡系統(tǒng)機能改變等不利影響的主要防護措施［32-33］。Skylab任務分別對低負荷和較高負荷水平的運動時的能量代謝進行了測量，結(jié)果顯示能量代謝稍有降低或無顯著變化；9名航天員自行車功量計運動（150 W）結(jié)果表明，飛行中的耗氧量（1.86±0.12 L/min）比飛行前（2.05±0.12 L/min）低10%（P＜0.05），返回地面后的耗氧量居中（1.94±0.07 L/min），與飛行前和飛行中差異均不顯著［32］。能量代謝的減少可能與定期訓練以及在蹬自行車過程抬腿不需要做功等因素有關［34］。

6名航天員按照飛行前75%最大耗氧量進行自行車功量計運動，飛行前中后進行定期測試，能量代謝率結(jié)果顯示飛行中（52±7 kJ/min）與飛行前（52±8 kJ/min）及返回后（51.3±7 kJ/min）無顯著差別［26，34］，飛行時長不會對體能鍛煉過程中能量消耗的產(chǎn)生明顯的影響。雖然以75%最大耗氧量鍛煉5分鐘后的耗氧量比飛行前測定值明顯升高，但其迅速恢復，產(chǎn)生的能耗增量小于全天總能耗增量的0.5%［35］。

因此，盡管在微重力環(huán)境中鍛煉的能量代謝有一些小的變化，但對總體的能量需求的影響很小，故可以基于1g條件下鍛煉的測定值對能量代謝進行估算［3］。

3）艙外活動

EVA是實施太空探索不可缺少的組成部分，從1965年3月18日列奧諾夫第一次從事EVA到2016年9月1日國際空間站EVA，共執(zhí)行EVA726人次，平均每年進行的EVA約為81 h［36］。2008年9月27日中國航天員翟志剛打開神舟七號的軌道艙艙門，首度實施了我國空間EVA。

多次飛行任務表明，EVA時能量消耗可能是降低的。在月球表面1/6g重力條件下的阿波羅（Apollo）任務EVA過程中，月球車漫游的能量消耗（510 kJ/h）比地面（850 kJ/h）減少40%；普通活動的能量消耗（1150 kJ/h）比地面（1590 kJ/h）減少28%；整個EVA過程的總能耗（960 kJ/h）比地面（1640 kJ/h）減少41%［3］。

總體上，隨著飛行任務的延續(xù)，微重力環(huán)境EVA的能量消耗已逐漸下降。EVA過程中的能量消耗范圍為570 kJ/h～1.1 MJ/h，在Apollo任務和Skylab任務期間，平均能量消耗接近1.1 MJ/h，在航天飛機任務中，已降到820 KJ/h，而自STS-61B任務后，70次EVA的平均能量代謝為760 KJ/h，低于地面行走的能量代謝［7］。能量代謝的下降主要是由于艙外服設計的改進、靈活性提高，對航天員的培訓加強。航天飛機STS-61任務中有著豐富的訓練計劃，5次EVA的平均代謝率為740.6 kJ/h，低于所有航天飛機EVA平均代謝率的水平［7］。前蘇聯(lián)/俄羅斯和美國航天員在EVA期間的代謝率水平雖較為相近［7，23］，但與俄羅斯航天員相比，美國航天員代謝率略低，原因可能是完成作業(yè)的類型和不同壓力下航天服有限的靈活性差異［6］。

性別因素對單位體重的EVA能量代謝影響較小。對4名女性航天員EVA過程中的能量代謝研究顯示，盡管其代謝平均值（670 kJ/h）低于男性的典型值，但僅是由于身體重量相對較低，而每千克體重的代謝值并無顯著差異（女性航天員：10.5± 2.4 kJ/kg/h；男性航天員：10.9±2.3 kJ/kg/h）［15］。

3.3 航天環(huán)境對日能量代謝總量的影響

早期飛行任務中，由于飛行器體積限制了航天員的自由移動和鍛煉，平均能量消耗約為9 MJ/d［9，37］。Gemini任務航天員日能量消耗比地面減少2615～4184 kJ/人［38］。隨著后續(xù)任務期延長，任務中體力活動增多，能量消耗增加約10%～30%。如航天飛機任務中的航天員可以隨意活動、有許多常規(guī)性鍛煉、參與在軌試驗等，男性航天員平均能量消耗為11.8 MJ/d，比飛行前地面1g條件下測定值低約4%（0.5 MJ/d）［14］。Skylab任務中，每次任務比前一次任務延長1個月，后續(xù)任務航天員平均能量消耗增加0.5 MJ/d（P=0.05）。并且能量消耗增加最多的是前兩個月，第二、三月間的變化是第一、二月間變化量的一半。飛行記錄顯示，隨著駐留時間的延長，航天員平均每日的攝入和鍛煉相應增加，食物熱效應和體力活動能耗的增加促進了總能耗的升高［24］。在后期的飛行任務中，航天員的能量消耗總量接近地面非航天員水平（表2）。Prentice等［39］采用雙標水法測定了319名生活在發(fā)展中國家志愿者的能量代謝。測定結(jié)果與飛行進行對比，男性日能量消耗總量（PLA）僅比微重力條件下航天飛機航天員高5%（P=0.05）［3］。

盡管國內(nèi)外對航天能量代謝已經(jīng)開展了大量研究，但仍存在結(jié)果不一致的情況。NASA目前正在持續(xù)進行長期飛行航天員能量需求研究，對國際空間站長時間駐留任務的航天員的能量代謝進行研究分析，并對防護航天員體重減少和返回后增加的措施進行評價驗證，為今后更長時間的飛行任務（如登月、火星計劃等）的航天員健康保障和物資供給設計進行準備［40-41］。

4　載人航天能量代謝設計參數(shù)

為了準確計算ECLSS的控制能力和上行資源配置量，必須合理設計制定航天員預期不同工作強度的代謝量。在近60年的載人航天活動中，美國和前蘇聯(lián)/俄羅斯在航天員能量代謝參數(shù)方面開展了大量研究，基于各自的飛行任務特點和航天員體質(zhì)特征等制定了航天員能量代謝工程設計參數(shù)。

俄羅斯國家標準《載人航天器中航天員的居住環(huán)境醫(yī)學-工程總要求》［43］提出了載人航天器工程設計的代謝參數(shù)（表3），隨后未見相關修訂報道。和平號空間站的食品配餐顯示，航天員的日能量代謝總量參數(shù)為12.1 MJ±0.4 MJ（2900 kcal±100 kcal）。

表2　空間飛行中的總能量消耗（平均值±標準差）Table 2 The total energy expenditure during space flight（Mean±SD）

表3　俄羅斯載人航天器中航天員的代謝參數(shù)［43］Table 3 Metabolic parameters of astronaut in Russia manned spacecraft［43］

近20年，美國NASA載人航天器航天員能量代謝參數(shù)制定的模式從STD-3000版到STD-3001版發(fā)生明顯變化。STD-3000［44］基于早期Sky-Lab2、3、4任務的飛行數(shù)據(jù)，按照不同工作負荷等級提出了相應的代謝參數(shù)（表4），每日代謝總量按照要因加算法進行計算，模式與俄羅斯及我國的相關要求類似。在2014年修訂的STD-3001［45］中設計了微重力條件及21℃、70.3 kPa等特定環(huán)境下，82 kg體重的男性航天員在一個標準飛行日內(nèi)的平均能量代謝參數(shù)，其將24小時在軌生活模式劃分為3種狀態(tài)，即睡眠、常規(guī)工作和體能鍛煉，明確了航天員8小時睡眠期間EMR為316 kJ/h，睡眠以外的常規(guī)工作狀態(tài)平均EMR為500 kJ/h，并單獨給出了體能鍛煉期間能量代謝參數(shù)，日能量代謝總量（12.0 MJ）與STD-3000（11.8 MJ）基本一致。

表4　NASA-STD-3000不同強度負荷時能量消耗［44］Table 4 Energy consumption at different intensity load in NASA-STD-3000［44］

NASA還基于航天員的性別、年齡、身高和體重等因素，提出了式（1）、（2）所示航天員每日能量攝入需求（EER）預估模型。并且規(guī)定了執(zhí)行EVA任務時，可根據(jù)其時間，相應增加836.8 kJ/h的熱量［45］。

19歲以上男性（kcal/d）：

NASA研究人員Stein等［16］和Lane等［14］通過對Skylab等任務的飛行數(shù)據(jù)分析，提出了式（3）所示的個體化的航天員能量需求預估模型，但在修訂版的STD-3001中并未予以采納。

自上世紀60年代開始，我國開始航天環(huán)境醫(yī)學研究，在載人航天任務中建立了能量代謝評估體系［46］。根據(jù)曙光號任務期間4名志愿者臥床8天模擬飛行實驗等多項試驗數(shù)據(jù)，我國制定了神舟飛船短期正常飛行期間能量代謝參數(shù)，并分為睡眠狀態(tài)、靜息、輕度活動和中度活動四種負荷等級。該參數(shù)經(jīng)過我國神舟五號至神舟十號載人運輸飛船飛行試驗和多次地面模擬飛行試驗驗證及逐步完善，成為我國設計飛行能量消耗和氣體代謝參數(shù)的重要依據(jù)，滿足短期載人航天任務需要。

與短期飛行相比，我國空間站任務航天員駐留時間將大大延長，不僅作息制度接近地面的日常生活和工作，而且工作內(nèi)容更加豐富、航天員活動空間明顯加大。因此，需要研究完善適合長期航天任務的負荷等級內(nèi)容及標準。

2015年，中國航天員科研訓練中心利用“能量代謝實驗艙（Metabolic chamber）”開展了745人次967小時的“長期飛行任務人體能量代謝測量試驗”。24名志愿者的身高、體重、最大耗氧量等代謝率相關身體指標覆蓋我國航天員隊伍相應參數(shù)。試驗的服裝、工作方式、溫度環(huán)境等狀態(tài)與我國空間站任務一致。針對18航天員在軌典型動作，開展了23℃和25℃單個動作及23 hr代謝總量試驗，獲得了18種典型負荷項目的平均代謝率及日代謝總量數(shù)據(jù)。試驗還發(fā)現(xiàn)與23℃環(huán)境相比，25℃環(huán)境對耗氧率、CO2排出率和EMR等代謝參數(shù)無明顯影響。這些數(shù)據(jù)的獲得為制定長期飛行任務航天員代謝率設計參數(shù)提供了可靠的依據(jù)。

5　我國載人航天能量代謝研究的發(fā)展方向

5.1 能量代謝估測方法完善

我國目前短期飛行中應用的能量代謝估測方法在長期飛行任務中面臨挑戰(zhàn)，有待通過地面和在軌試驗及理論計算分析等對其進行改進、驗證和評價［46］。例如，空間站任務時，再生水的電解制氧將對基于氧氣消耗法的估測準確性產(chǎn)生影響；DLW法估測時的氧再生和體液喪失因素影響有待針對性研究；飛行過程中應用運動肺功能儀測定鍛煉過程的代謝率仍需完善等。另外，在我國首次出艙活動任務中，利用飛天艙外服監(jiān)測參數(shù)獲得的航天員能量代謝數(shù)據(jù)較為有限，應基于我國空間站任務艙外航天服研制和EVA監(jiān)測的需要，優(yōu)化并完善EVA能量代謝評估方法。

5.2 能量代謝預估模型建立

航天員能量代謝預估模型對于設計科學合理的代謝參數(shù)、制定高效的作息制度和降低能量代謝估測誤差等具有重要價值。目前通過持續(xù)收集反映航天員群體特質(zhì)（體重、身高、年齡、體況、基礎代謝等）的能量代謝數(shù)據(jù)，結(jié)合地面不同負荷狀態(tài)及歷次載人飛行任務飛行中能量代謝數(shù)據(jù)，分析獲得我國航天員群體代謝規(guī)律。在此基礎上，后續(xù)需要通過深入研究我國航天員長期空間飛行的能量代謝數(shù)據(jù)，建立我國航天員長期飛行的能量消耗和需求預估模型。

5.3 能量代謝設計參數(shù)優(yōu)化

目前我國航天員代謝設計參數(shù)適用于短期載人飛行航天器工程設計，需根據(jù)飛行時間延長不斷修訂和完善長期載人飛行人體代謝參數(shù)，同時開展針對長期飛行任務人體能量代謝的變化及天地間的差異系列研究。另外，在載人登月過程中，航天員所處的環(huán)境與近地軌道的空間環(huán)境有較大的區(qū)別，航天員將經(jīng)歷不斷變化的重力環(huán)境。需要根據(jù)我國載人登月任務、航天員月面可能的活動任務以及月面重力環(huán)境，通過試驗研究和數(shù)據(jù)分析提出我國航天員月面活動的人體代謝參數(shù)。

6　結(jié)語

隨著載人航天任務時間的逐步延長，掌握航天員的能量代謝規(guī)律和制定合理的航天員能量代謝設計參數(shù)是航天任務圓滿完成的重要基礎。我國空間站任務處于起步階段，未知領域很多，為了實現(xiàn)載人航天的長足發(fā)展，需緊跟國際發(fā)展的步伐，獲取更多的航天員在軌能量代謝實驗數(shù)據(jù)，系統(tǒng)深入開展我國航天員能量代謝的相關研究。

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Review and Prospect of Study on Energy Metabolism in Manned Space Flight

YANG Zhenzhong，WU Dawei，F(xiàn)EI Jinxue，LIU Weibo，HE Xinxing，ZHANG Cheng，LI Yinghui
（China Astronaut Research and Training Center，Beijing 100094，China）

Energy metabolism，one of the basic characteristics of life activity，is an important rating index for astronaut's physical functions.Importantly，the energy metabolism parameter designed scientifically and reasonably is the basic input and key element in engineering design of environmental control and life support system and food supply for manned spacecraft.Main energy metabolism measurements in spaceflight including direct/indirect calorimetry and the heart rate method were summarized.The effects of spaceflight environment on intake，energy expenditure and total energy expenditure were analyzed in detail.The standard of energy metabolism design parameter for manned spaceflight in the US，Russia and China were mainly discussed.The directions of energy metabolism research were also proposed according to the requirements of long-term manned space missions in China.

manned space flight；microgravity；energy metabolism

R852

A

1674-5825（2016）05-0655-08

2016-01-18；

2016-08-12

楊振中（1980-），男，博士，助理研究員，研究方向為航天環(huán)境醫(yī)學。E-mail：footstep11@126.com