中國科技網(wǎng)1月20日報道(張微 編譯)提姆皮克是首位進(jìn)行太空行走的英國宇航員。這位前陸軍航空隊(duì)軍官搭乘俄羅斯聯(lián)盟號宇宙飛船,于2015年12月15日抵達(dá)國際空間站,目前已經(jīng)在太空中停留了一個月,太空行走對于他來說無疑是最艱難的考驗(yàn)。
在登上國際空間站這段舉世矚目的時間里,他到底會經(jīng)歷哪些“奇遇”呢?太空旅行會讓我們的身體發(fā)生很多變化,其中許多變化自尤里 加嘉林1961年首次進(jìn)行載人航天飛行時已經(jīng)進(jìn)行過研究,一個龐大的研究團(tuán)隊(duì)在宇航員進(jìn)行航天飛行的前、中、后期,為宇航員提供指導(dǎo)和準(zhǔn)備。如果你計劃了一次太空之旅,那么有些情況可能會發(fā)生。
1)你會變得虛弱
骨骼肌系統(tǒng)是人體最大的器官系統(tǒng)。數(shù)百種肌肉都用于維持姿態(tài)(坐姿、站立),以及進(jìn)行一系列的運(yùn)動,平時在地面上,所有這些運(yùn)動都要受到地球重力的影響。
骨骼肌有能力適應(yīng)不同的目的和負(fù)荷,這被稱為可塑性。但是在太空飛行過程中,由于缺乏運(yùn)動和失重的作用,會導(dǎo)致宇航員骨骼肌質(zhì)量(萎縮)和強(qiáng)度下降。
研究發(fā)現(xiàn),在國際空間站經(jīng)歷了長期太空飛行之后,37名宇航員平均等速肌力下降了8%-17%。男性和女性同樣受到影響。實(shí)際上,即使宇航員遵循嚴(yán)格的鍛煉制度,這種退化也會發(fā)生,這意味著它對人類更長的太空之旅,比如去火星有著深遠(yuǎn)的影響。數(shù)據(jù)分析表明,在微重力條件下,110-237天之后,肌肉力量損失30%左右。
2)你的心臟也會變?nèi)?/p>
心血管系統(tǒng)(包括心臟)的許多部分都受重力的影響。舉例來說,在地球上,我們的腿上的靜脈是克服重力作用來將血液運(yùn)送到心臟。如果沒有重力,心臟和血管的會發(fā)生變化,飛行的時間越長,變化越嚴(yán)重。
例如,心臟的大小和形狀隨著微重力的作用而變化,左右心室的質(zhì)量會減少。這可能是因?yàn)檠髁繙p少以及心肌質(zhì)量變化導(dǎo)致的。在太空中,一個人的心率比在地球上低。實(shí)際上,研究人員已經(jīng)得出結(jié)論,宇航員在國際空間站站立時的心率與他在地球上躺著的時候是一樣的。而且,在太空中的血壓也比地球上低。
心臟的心輸出量——每分鐘心臟射出的血液總量,又稱每分輸出量 ,在太空中也是下降的。沒有重力作用,血液會重新分配——更多的血液滯留在腿部,返回到心臟的血液量減少,這使得心臟泵出的血液量降低。而且肌肉萎縮也減少下肢的血流量。
肌肉血流量的減少,與肌肉質(zhì)量損失的共同作用,影響有氧能力。
3)要進(jìn)行大量鍛煉
有氧能力是有氧運(yùn)動的一項(xiàng)衡量指標(biāo),是指人在運(yùn)動過程中身體的最大攝氧量。這可以通過最大攝氧量和尖峰攝氧量來衡量。航天飛行引起的肌肉和心血管系統(tǒng)變化會導(dǎo)致有氧能力下降。
例如,研究表明,經(jīng)過9到14天的太空飛行,有氧能力下降20%-25%。但是這個趨勢很有意思。在太空停留較長時間,比如5到6個月,最初有氧能力是下降的,然后身體好像進(jìn)行了彌補(bǔ),數(shù)值逐漸提高了,但是有氧能力也沒有返回到出發(fā)前的水平。
4)你的骨骼不再堅硬
在地球上,重力環(huán)境和身體支撐結(jié)構(gòu)對維持骨骼的強(qiáng)健非常必要。在太空中卻沒有重力的作用。骨骼要馬上進(jìn)行身體結(jié)構(gòu)的調(diào)整,有兩類細(xì)胞會參與這個過程:成骨細(xì)胞(骨形成的主要功能細(xì)胞,負(fù)責(zé)骨基質(zhì)的合成、分泌和礦化)和破骨細(xì)胞(骨組織成分的一種,行使骨吸收的功能)。在太空飛行過程中,這兩個過程的平衡被打破,導(dǎo)致骨密度降低。研究表明,經(jīng)過16到28周的航天飛行之后,骨質(zhì)流失3.5%,其中97%是稱重骨,如骨盆和腿。
5)你的免疫系統(tǒng)會受到影響
在太空中保護(hù)你身體免受疾病困擾的免疫系統(tǒng)也會受到影響。導(dǎo)致免疫系統(tǒng)變化的因素包括,輻射、微重力、應(yīng)力和晝夜變化的節(jié)奏,以及我們在地球上養(yǎng)成的每天24小時生活的規(guī)律。同時,在太空中,宇航員會與他們自身攜帶的微生物、其他宇航員,他們的食物和所處環(huán)境都會相互影響,這些都能改變宇航員的免疫反應(yīng),還有可能導(dǎo)致一些特殊情況,增加宇航員之間互相傳染的風(fēng)險,以及污染外太空。