在地球軌道上飛行時(shí)，由于離心力與地球引力的相互抵消，航天器內(nèi)部的重力環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒅亓顟B(tài)。這一特殊環(huán)境導(dǎo)致人體及其他生物體的生命過程和眾多物理現(xiàn)象發(fā)生顯著變化，這些變化統(tǒng)稱為微重力效應(yīng)，即失重效應(yīng)。在航天飛行過程中，航天員身處這種失重環(huán)境，不可避免地會(huì)受到失重生理效應(yīng)的影響。

什么是失重生理效應(yīng)？

又該如何采取有效的防護(hù)措施來應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)呢？

什么是失重生理效應(yīng)？

失重生理效應(yīng)，是指在失重環(huán)境下，人體各生理系統(tǒng)所經(jīng)歷的一系列變化。這些變化同樣可以被劃分為不同的層次，以便我們更深入地理解其影響和應(yīng)對(duì)措施。

首先，第一層次效應(yīng)主要影響神經(jīng)系統(tǒng)。由于機(jī)體內(nèi)存在感知重力變化的器官，當(dāng)人體進(jìn)入失重環(huán)境時(shí)，這些器官會(huì)接收到重力變化的信息，進(jìn)而影響機(jī)體姿態(tài)的維持和空間定向功能。這一層次效應(yīng)的典型表現(xiàn)是眩暈和惡心，即“空間運(yùn)動(dòng)病”，通常在失重后的三天內(nèi)最為明顯。幸運(yùn)的是，這一效應(yīng)的適應(yīng)速度相對(duì)較快。

其次，第二層次效應(yīng)主要涉及機(jī)體內(nèi)環(huán)境的重新調(diào)整。在失重環(huán)境下，體液會(huì)向頭部轉(zhuǎn)移，這會(huì)影響到循環(huán)、體液調(diào)節(jié)、血液和內(nèi)分泌等多個(gè)系統(tǒng)。這一層次效應(yīng)的特點(diǎn)是需要重新建立新的平衡，通常需要數(shù)周的時(shí)間來完成這一過程。

最后，第三層次效應(yīng)與失重的低動(dòng)力狀態(tài)密切相關(guān)。由于重力消失導(dǎo)致肌肉和骨骼負(fù)荷及做功減少，長期處于這種環(huán)境會(huì)引發(fā)骨骼肌萎縮，并可能改變肌纖維的比例和骨代謝的過程。這一層次效應(yīng)的特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間長，因此需要及時(shí)采取適當(dāng)?shù)母深A(yù)措施，以避免對(duì)健康造成長期影響。

航天飛行的失重防護(hù)措施至關(guān)重要

旨在減輕失重環(huán)境對(duì)人體的影響，確保航天員的身體健康，并助力他們更好地適應(yīng)太空及重力環(huán)境。這些措施不僅關(guān)乎航天員的個(gè)人健康，也對(duì)于航天醫(yī)學(xué)研究和空間探索具有重要意義。在空間站階段，我國針對(duì)航天員的失重防護(hù)措施主要包括運(yùn)動(dòng)鍛煉。通過飛行前的適應(yīng)性訓(xùn)練和飛行中的系統(tǒng)鍛煉，航天員能夠提高對(duì)空間環(huán)境的適應(yīng)能力，減輕空間運(yùn)動(dòng)病的癥狀，同時(shí)增強(qiáng)肌肉和心肺功能，促進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)。

太空跑臺(tái)作為重要的失重防護(hù)設(shè)備，其作用尤為突出。它類似于地面上的跑步機(jī)，通過彈性束縛帶固定航天員，提供下肢鍛煉所需的力。這種設(shè)備不僅有助于提高航天員的有氧耐力，還能對(duì)骨骼進(jìn)行高沖擊性鍛煉，減少體液頭向轉(zhuǎn)移，從而提升運(yùn)動(dòng)耐力。
神舟十八號(hào)乘組在太空跑臺(tái)上鍛煉，展現(xiàn)了中國航天員的堅(jiān)韌與毅力。而在問天實(shí)驗(yàn)艙中，另一項(xiàng)重要的鍛煉設(shè)備——太空自行車功量計(jì)，也發(fā)揮著不可或缺的作用。這款設(shè)備與地面上的自行車相似，通過飛輪與腳踏的聯(lián)動(dòng)，為航天員提供了可計(jì)量的運(yùn)動(dòng)做功量。它主要用于鍛煉腿部肌肉，幫助維持上下肢肌耐力，進(jìn)而提升機(jī)體的有氧工作能力。與太空跑臺(tái)一同，太空自行車功量計(jì)成為了綜合鍛煉心血管功能的關(guān)鍵設(shè)備，同時(shí)也為研究和評(píng)估航天員心血管功能的改變提供了有力的實(shí)驗(yàn)支持。
神舟十八號(hào)乘組在太空中的鍛煉方式多樣，其中之一便是利用夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的微重力抗阻鍛煉裝置。這款裝置巧妙地利用了飛輪的旋轉(zhuǎn)慣性，為航天員提供了多樣化的鍛煉模式。通過飛輪的離心與向心運(yùn)動(dòng)，航天員能夠進(jìn)行大負(fù)荷、全身或單一關(guān)節(jié)的高級(jí)抗阻訓(xùn)練，從而有效應(yīng)對(duì)長期航天飛行中可能出現(xiàn)的失重性肌肉萎縮和骨丟失問題。
神舟十八號(hào)乘組在太空中的鍛煉方式不僅限于微重力抗阻裝置，還包括使用拉力器進(jìn)行訓(xùn)練。拉力器，一種由橡皮繩或彈簧制成的簡單鍛煉設(shè)備，同樣被廣泛應(yīng)用于力量的訓(xùn)練。通過克服這些彈性物品的阻力，航天員可以對(duì)頭頸、四肢、腰部等部位的部分肌肉進(jìn)行鍛煉，從而有效預(yù)防肌肉群萎縮和力量減弱。
神舟十八號(hào)乘組在太空中的鍛煉方式不僅限于微重力抗阻裝置和拉力器，還充分利用了空間站內(nèi)配備的其他鍛煉設(shè)備。這些設(shè)備包括手部握力器，用于增強(qiáng)手部肌肉的力量和耐力；腕力球，通過鍛煉手腕肌肉來提高靈活性；以及呼吸肌鍛煉器，幫助航天員提升呼吸系統(tǒng)的功能。這些多樣化的鍛煉方式，共同構(gòu)成了神舟十八號(hào)乘組在太空中的全面健身計(jì)劃。
神舟十八號(hào)航天員使用握力器進(jìn)行鍛煉，以增強(qiáng)手部肌肉的力量和耐力。此外，他們還采取了其他非運(yùn)動(dòng)鍛煉的防護(hù)措施，其中之一便是穿著企鵝服。這種特殊的防護(hù)設(shè)備設(shè)計(jì)巧妙，夾層中的彈性帶讓航天員在活動(dòng)時(shí)必須克服阻力，從而模擬出地面運(yùn)動(dòng)的拉力，幫助肌肉維持張力，有效對(duì)抗失重生理效應(yīng)。
神舟十三號(hào)航天員在軌展示了企鵝服的使用情況。此外，為了應(yīng)對(duì)失重環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)，科研人員為航天員準(zhǔn)備了諸如預(yù)防空間運(yùn)動(dòng)病和骨質(zhì)疏松的藥物。同時(shí)，結(jié)合中醫(yī)藥的療法，進(jìn)一步減輕了失重環(huán)境對(duì)航天員身體的影響。在飛行過程中，航天員需注重飲食和營養(yǎng)的均衡，及時(shí)補(bǔ)充體液，以增強(qiáng)體質(zhì)，提高對(duì)失重環(huán)境的適應(yīng)能力。局部采取的束縛加壓措施，有效調(diào)節(jié)了血液分布，減輕了失重狀態(tài)下血液重新分配帶來的不適。同時(shí)，“太空針灸”等電刺激裝置的應(yīng)用，進(jìn)一步預(yù)防了心律失常、骨質(zhì)疏松等潛在風(fēng)險(xiǎn)。

“太空針灸”亮相

在航天飛行中，為了應(yīng)對(duì)多樣化的失重挑戰(zhàn)，科研人員精心構(gòu)建了一個(gè)全面的防護(hù)體系。這一體系不僅確保了航天員的身體健康，更展現(xiàn)了人類對(duì)太空環(huán)境適應(yīng)能力的持續(xù)探索與顯著進(jìn)步。隨著載人航天技術(shù)的不斷發(fā)展和對(duì)太空環(huán)境理解的日益加深，我們有理由相信，未來的失重防護(hù)措施將更為完善，為人類在太空的長期生活與工作提供更為穩(wěn)固的健康支撐。

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