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太空走一遭 身體大不同

Fabian Schmidt2016年3月6日

美國太空人斯科特‧凱利與工作夥伴在太空逗留近一年後重返地球。長期在太空作業會給人體帶來哪些奇妙的影響?太空之旅又給醫學研究人員帶來了何種收獲?

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USA Nasa Astronauten Scott Kelly & Michail Kornijenko
圖片來源: Reuters/Nasa

(德國之聲中文網)去年3月27日,美國太空人斯科特‧凱利 (Scott Kelly) 和俄羅斯柯爾尼揚科(Mikhail Kornienko)搭乘"聯盟號TMA-16M"飛船抵達國際空間站。他們六個小時已經抵達目的地,這次行程不止幾天,也不是幾個月,兩人這次在太空逗留了超過340天,本周踏上歸程,於本周三(3月2日)凌晨在哈薩克斯著陸。

難得的試驗對象

這是一次漫長的旅行,而醫學研究人員也可以從這次太空之旅得到寶貴的收獲,因為斯科特‧凱利的同卵雙胞胎哥哥馬克也是太空人,這給研究人員的定期比較創造了十分有利的條件。馬克曾參加過4次飛往國際空間站的航空任務。

這對兄弟會接受同樣的醫學檢查。專家們可以從中瞭解到長期失重對人體和各個器官的影響。

這項研究不僅是為了瞭解長期太空任務,比如登陸火星會給人體造成什麼樣的影響。它也會給地球上的醫療過程帶來非常實用的醫學啟示。

在太空停留時間長久會出現骨質流失的現象。骨頭會越來越脆弱,這也意味著,返回地球後骨折的危險較大。女性絕經後可能會出現類似的症狀。如果情況沒有得到及時的制止在絕經約一年後可能骨量會減少1%左右。太空人面臨的危險更大,可能在返回地球一個月後,太空人就流失如此之多的骨量,尤其膝關節、後腿膝關節、髖關節、脊椎骨容易出現骨量流失。如果手臂或者腿部發生骨折,人們就會發現一個現象。石膏被取下的時候,曾經骨折的手臂或者腿部沒有力量,每個動作都要重新學習,幾個星期的鍛煉復健,肌肉的力量才能恢復如初。長期執行太空任務的太空人也會發生這種情況。兩個星期後,可能會丟失全身三分之一的肌肉量。由於缺乏引力,他們行走,坐下或者站立需要的肌肉會受到影響。

Kasachstan Scott Kelly und Mark Kelly in Baikonur
雙胞胎太空人凱利兄弟圖片來源: Getty Images/NASA/B. Ingalls

為了避免肌肉萎縮,太空人在國際空間站必須完成日常訓練計劃:每天至少在跑步機跑步或者做其它的器械運動兩個小時。如不採取措施,長期的太空任務會讓太空人肌肉萎縮量高達40%。外太空旅行可以幫助研究人員為長期臥床的病人或各種形式的肌營養不良症病人找到治療方法。

在零重力下,更多的血液會流到上身和頭部。人體對此做出反應,生產的血液變少,當太空人返回地球時的一段時間內,他們往往有時會出現低血壓的情況。

對醫學研究人員來講,血壓和引力之間有著怎樣的聯繫十分重要。在太空飛行中可以證明鹽的攝入量與高血壓之間存在關聯。這讓研究進入到了一個全新的發展領域。

免疫系統失常

人們也發現,失重情況下人體的免疫系統會出現改變,比如,潛伏在人體的皰疹病毒可能會突然爆發出來。另外,醫生可以證明太空人在執行太空任務之後,血液中的免疫細胞數量和之前不同。不過在返回地球後不久,數值會恢復正常。

輻射的危險

沒有了大氣層的保護,輻射是太空人的一大困擾。國際空間站的薄壁保護有限,並不能阻擋如γ或X射線這些高能射線。此外,國際空間站也受到太陽斑的侵襲,高能粒子能夠穿透人體細胞。這可能會讓太空人患癌症的風險更高,也可能會給中樞神經系統或是遺傳基因帶來影響。

不僅零重力給太空人帶來影響。睡眠不足也可能會改變一個人的健康狀況。空間站上嘈雜的技術環境,只有空調提供的循環空氣,或者是沒有正常的晝夜之分,都可能對他們的健康產生不利影響。太空人每天睡眠一般在六個小時左右。這可能會影響他們的工作能力。不過,被送選執行任務的太空人都經過了嚴格的選拔,神經衰弱或有精神障礙的人都不能登上空間站或飛船。

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