滯留太空的美國(guó)宇航員終于要回家了,但長(zhǎng)時(shí)間待在太空會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生什么影響?
(英媒3月16日?qǐng)?bào)道)
經(jīng)驗(yàn)豐富的宇航員蘇尼塔·“蘇尼”·威廉姆斯和指揮官巴里·“布奇”·威爾莫爾于2024年6月抵達(dá)國(guó)際空間站(ISS),本以為這只是一次為期八天的常規(guī)停留。
他們沒(méi)想到自己會(huì)在太空中滯留九個(gè)月,因?yàn)閷⑺麄兯偷侥抢锏牟ㄒ艄拘滦汀靶请H客機(jī)”出現(xiàn)了多個(gè)技術(shù)問(wèn)題,使得返程飛行風(fēng)險(xiǎn)過(guò)高。
他們終于要在未來(lái)幾天內(nèi)回家了,搭乘的是SpaceX的飛船,該飛船將把他們降落在佛羅里達(dá)州。但他們?yōu)楹螘?huì)滯留如此之久,長(zhǎng)時(shí)間待在太空又會(huì)產(chǎn)生什么影響呢?
他們是如何滯留的?
威廉姆斯女士和威爾莫爾先生于去年6月5日搭乘“星際客機(jī)”首次載人任務(wù)升空。此次任務(wù)的主要目的是測(cè)試這艘飛船,它被視為SpaceX“龍”飛船的關(guān)鍵替代品,而“龍”飛船目前是美國(guó)、歐洲、加拿大和日本宇航員往返國(guó)際空間站的唯一航天器。
他們安全抵達(dá)了,但太空艙出現(xiàn)了五個(gè)氦氣泄漏、五個(gè)失效的機(jī)動(dòng)推進(jìn)器和一個(gè)未能完全關(guān)閉的推進(jìn)劑閥門。
在接下來(lái)的幾周里,波音公司和美國(guó)宇航局在太空和地面上使用“星際客機(jī)”復(fù)制品進(jìn)行了一系列測(cè)試,試圖解決飛船面臨的問(wèn)題。甚至在8月,波音公司仍堅(jiān)稱,他們有信心讓這艘耗資約50億美元(美國(guó)宇航局合同金額)開(kāi)發(fā)的“星際客機(jī)”安全帶回宇航員。
但美國(guó)宇航局和波音公司最終都認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)太大,因此“星際客機(jī)”于去年9月無(wú)人返回地球,將威廉姆斯女士和威爾莫爾先生留在了國(guó)際空間站。他們并不孤單,因?yàn)槊绹?guó)宇航局宇航員尼克·黑格和俄羅斯宇航員亞歷山大·戈?duì)柌贾Z夫于9月加入了他們?cè)趪?guó)際空間站的行列。
他們?nèi)绾畏祷兀繛楹魏臅r(shí)如此之久?
黑格先生和戈?duì)柌贾Z夫先生乘坐SpaceX“龍”飛船抵達(dá),該飛船有四個(gè)座位,其中兩個(gè)為他們準(zhǔn)備,另外兩個(gè)則預(yù)留給威廉姆斯女士和威爾莫爾先生返程時(shí)使用。
他們計(jì)劃乘坐SpaceX飛船離開(kāi)國(guó)際空間站并返回地球,在佛羅里達(dá)州海岸附近降落,屆時(shí)一艘回收船將接走宇航員,再用直升機(jī)將他們送回岸邊。
但他們此行并非僅僅為了接回滯留的兩人并帶他們回家。他們的行程是在威廉姆斯女士和威爾莫爾先生滯留之前就已計(jì)劃好的,作為美國(guó)宇航局SpaceX第9次載人飛行任務(wù)的一部分,旨在在國(guó)際空間站上進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)演示。
原本由四名宇航員組成的第9次載人飛行任務(wù)縮減了一半,以便為威廉姆斯女士和威爾莫爾先生騰出返程座位。但兩人并未立即回家,而是同意加入第9次載人飛行任務(wù)為期六個(gè)月的任務(wù),直至2月。
然后,在12月,由于原定要接他們回家的SpaceX火箭出現(xiàn)問(wèn)題,他們?cè)ㄓ?月的返回計(jì)劃再次推遲。
現(xiàn)在,國(guó)際空間站上的四名宇航員正在等待新的四人機(jī)組,美國(guó)宇航局SpaceX第10次載人飛行任務(wù)的到來(lái),以便在乘坐另一艘SpaceX飛船離開(kāi)前交接。
第10次載人飛行任務(wù)的宇航員們正在途中,如果一切順利,在威廉姆斯、威爾莫爾、黑格和戈?duì)柌贾Z夫回家之前,兩組宇航員之間將有一個(gè)簡(jiǎn)短的交接期。
太空旅行對(duì)身體有什么影響?
人類經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年的進(jìn)化,已經(jīng)完美適應(yīng)了地球上的生活,因此在太空中,沒(méi)有重力、沒(méi)有陽(yáng)光、輻射水平不同,對(duì)身體構(gòu)成了真正的挑戰(zhàn)。
宇航員在太空中面臨的主要危害如下:
太空輻射:與地球不同,宇航員在太空中會(huì)暴露在高能輻射下,因?yàn)榈厍虻拇髿鈱雍托行谴艌?chǎng)提供了防護(hù)。
專家表示,這可能導(dǎo)致DNA損傷、癌癥風(fēng)險(xiǎn)增加、神經(jīng)退行性病變、心血管問(wèn)題以及免疫系統(tǒng)失調(diào)。
對(duì)于國(guó)際空間站上的宇航員來(lái)說(shuō),好消息是地球的磁層,受行星磁場(chǎng)主導(dǎo)的空間區(qū)域,提供了一定的保護(hù),因?yàn)樗麄兙嚯x地球相對(duì)較近,只有250英里。
但當(dāng)宇航員前往更遠(yuǎn)的地方,比如前往月球的任務(wù),月球距離地球約238,855英里,他們會(huì)經(jīng)歷更高的輻射劑量。
微重力影響:在國(guó)際空間站上漂浮可能看起來(lái)很有趣,但重力在調(diào)節(jié)身體功能方面起著關(guān)鍵作用,其缺失會(huì)對(duì)人類健康產(chǎn)生負(fù)面影響,專家表示。由于身體沒(méi)有受到在地球上習(xí)慣的作用力,這會(huì)對(duì)宇航員產(chǎn)生兩種特別令人擔(dān)憂的影響。
首先,他們會(huì)出現(xiàn)骨密度下降,即骨骼變得更脆弱。根據(jù)美國(guó)宇航局的數(shù)據(jù),如果不采取預(yù)防措施,宇航員在太空中每待一個(gè)月,承重骨的密度就會(huì)降低約1%。
他們?cè)谔罩羞€會(huì)出現(xiàn)肌肉萎縮,即肌肉組織的消耗或變薄。骨密度下降和肌肉萎縮在地球上也會(huì)因正常衰老、不活躍的生活方式和疾病而發(fā)生,它們可能導(dǎo)致因跌倒、骨質(zhì)疏松而嚴(yán)重受傷,或引發(fā)其他醫(yī)療問(wèn)題。
缺乏重力還會(huì)導(dǎo)致體液向上移動(dòng),導(dǎo)致面部腫脹和顱內(nèi)壓升高,這會(huì)影響視力。頭痛也是太空中的常見(jiàn)問(wèn)題。去年發(fā)表的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),在24名接受調(diào)查的宇航員中,有22人在太空停留長(zhǎng)達(dá)26周期間經(jīng)常頭痛。
太空旅行對(duì)心理有什么影響?
生活在封閉和孤立的空間中,社交互動(dòng)有限,已知會(huì)影響人們的心理健康,而宇航員在離開(kāi)地球時(shí)就接受了這些條件。
匹茲堡大學(xué)太空生物醫(yī)學(xué)中心主任阿夫欣·貝赫什提表示,這可能導(dǎo)致宇航員出現(xiàn)壓力、睡眠障礙、認(rèn)知能力下降和情緒障礙。
遠(yuǎn)離朋友和家人也必然會(huì)影響宇航員,尤其是考慮到他們離家如此遙遠(yuǎn)。威爾莫爾先生和威廉姆斯女士在國(guó)際空間站的新聞發(fā)布會(huì)上經(jīng)常談到想念親人,表示他們迫不及待地想回到親人身邊。
太空旅行有長(zhǎng)期影響嗎?
由于只有約700人曾去過(guò)太空,因此數(shù)據(jù)很難獲取。但迄今為止的研究表明,大多數(shù)在太空中待過(guò)一段時(shí)間的宇航員,其身體從太空生物效應(yīng)中恢復(fù)的程度與他們?cè)谔罩型A舻臅r(shí)間成正比。
例如,如果他們?cè)谔罩写宋鍌€(gè)月,那么大約需要相同的時(shí)間才能從太空的大部分影響中完全恢復(fù)。
然而,一些問(wèn)題可能會(huì)持續(xù)存在。2022年發(fā)表的一項(xiàng)研究記錄了17名在國(guó)際空間站執(zhí)行任務(wù)的宇航員(平均任務(wù)時(shí)長(zhǎng)約五個(gè)半月)的骨量流失情況。
研究顯示,返回一年后,這些宇航員的脛骨(小腿骨之一)骨密度平均降低了2.1%,骨強(qiáng)度降低了1.3%。
研究表明,由于微重力引起的體液轉(zhuǎn)移和顱內(nèi)壓變化影響眼睛,一些宇航員可能會(huì)出現(xiàn)持久的視力障礙。這通常是由于一種被稱為太空飛行相關(guān)神經(jīng)-眼部綜合征(SANS)的病癥。
對(duì)于那些只在近地軌道進(jìn)行短期任務(wù)、為期幾天的宇航員來(lái)說(shuō),約95%的生物損傷在返回后似乎都得到了逆轉(zhuǎn)。
美國(guó)宇航局宇航員弗蘭克·魯比奧于2023年從為期371天的太空旅行中返回,他透露了宇航員在長(zhǎng)時(shí)間離開(kāi)后如何重新融入生活。
與威廉姆斯和威爾莫爾類似,魯比奧的六個(gè)月任務(wù)最終因返回艙受損而延長(zhǎng)了一年多。返回近四個(gè)月后,這位美國(guó)宇航員告訴《時(shí)代》雜志:“返回后的頭兩三個(gè)月真的專注于恢復(fù),就是重新融入地球生活、家庭,然后還要恢復(fù)身體。你適應(yīng)太空生活的速度非常快,但不幸的是,重新適應(yīng)地球生活的過(guò)程有時(shí)可能會(huì)更長(zhǎng)、更困難。我認(rèn)為,這只是因?yàn)榈厍蛏系闹亓推渌饔昧?duì)你的身體影響更強(qiáng)?!?/p>
針對(duì)負(fù)面影響采取了哪些措施?
研究人員表示,需要更多數(shù)據(jù)來(lái)充分了解太空旅行的風(fēng)險(xiǎn),并希望最終能夠?yàn)橛詈絾T制定個(gè)性化的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和緩解策略,同時(shí)考慮他們的健康狀況和所執(zhí)行的任務(wù)類型。
他們說(shuō),我們對(duì)太空飛行如何長(zhǎng)期影響人類的知識(shí)存在空白,其影響,尤其是涉及肺功能、癌癥風(fēng)險(xiǎn)和細(xì)胞損傷等嚴(yán)重后果時(shí),是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。
科學(xué)家們還表示,他們?nèi)狈?duì)太空帶來(lái)的所有上述挑戰(zhàn)如何影響認(rèn)知功能、心理健康和神經(jīng)可塑性(大腦改變和適應(yīng)的能力)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的全面理解。
但美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)一直在圍繞其宇航員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究,其中大部分工作都集中在如何改善太空體驗(yàn)并預(yù)防盡可能多的副作用上。
例如,NASA正在開(kāi)發(fā)新的輻射探測(cè)器來(lái)監(jiān)測(cè)宇航員的輻射暴露情況,以及先進(jìn)的材料來(lái)提高未來(lái)任務(wù)的輻射防護(hù)能力。
國(guó)際空間站(ISS)上還有獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)設(shè)備,以幫助抵消微重力的影響,大量研究也集中在確定飲食、運(yùn)動(dòng)和藥物的正確組合,以在任務(wù)期間和返回地球后保持宇航員的健康。
NASA還研究在孤立和封閉環(huán)境中的人員,以調(diào)查如何最好地保護(hù)宇航員免受心理健康挑戰(zhàn),并定期評(píng)估工作人員。
所有關(guān)于宇航員的實(shí)驗(yàn)和研究都旨在解決當(dāng)前國(guó)際空間站工作人員的潛在健康問(wèn)題,但它們也很大程度上著眼于更艱巨的月球任務(wù),并最終是火星任務(wù),在那里,太空的所有風(fēng)險(xiǎn)都將被放大。
被困宇航員的情況如何?
威爾莫爾和威廉姆斯可能原本只預(yù)期在國(guó)際空間站進(jìn)行短暫訪問(wèn),但在新聞發(fā)布會(huì)上,他們堅(jiān)稱,如果任務(wù)需要,他們已經(jīng)為更長(zhǎng)時(shí)間的停留做好了充分準(zhǔn)備。
這兩位都是太空資深人員,都曾執(zhí)行過(guò)另外兩次飛行任務(wù),且未報(bào)告任何健康問(wèn)題。
去年11月,NASA分享了一張威廉姆斯的照片,引發(fā)了一些人對(duì)她健康的擔(dān)憂,一些公眾成員表示,她看起來(lái)像是體重減輕了很多。
這位59歲的女士在新英格蘭體育網(wǎng)絡(luò)俱樂(lè)部?jī)和愕囊曨l采訪中回應(yīng)了這些評(píng)論,稱她所謂的體重減輕只是“謠言”。
她補(bǔ)充說(shuō),她外貌上的任何變化都是由于缺乏重力導(dǎo)致的“體液轉(zhuǎn)移”。她說(shuō)自己很健康,并使用NASA的彈簧式質(zhì)量測(cè)量裝置稱了體重,與離開(kāi)地球時(shí)相同。
她補(bǔ)充說(shuō),由于為保持身材所做的所有鍛煉,她的肌肉增加了?!拔业拇笸茸兇至艘稽c(diǎn),我的臀部也變大了一點(diǎn),我們做了很多深蹲?!?/p>
這對(duì)宇航員在整個(gè)停留期間都表示,他們的精神狀態(tài)良好,堅(jiān)稱自己“沒(méi)有孤獨(dú)感”,也不覺(jué)得被遺棄了。
威廉姆斯在1月份說(shuō),“最終我們想回家,”“我們不久前離開(kāi)了家人。但我們?cè)谏厦孢€有很多事情要做,在走之前必須完成這些任務(wù)?!?/p>
然后,她稱空間站是她的“快樂(lè)之地”。
他們?cè)谏厦孀隽耸裁矗?/strong>
首先,他們?cè)?56英尺長(zhǎng)的國(guó)際空間站上過(guò)著典型的太空居民生活??臻g站有自己的制氧系統(tǒng),大約50%的二氧化碳廢氣中的氧氣被回收。
至于水,空間站有一個(gè)將尿液轉(zhuǎn)化為飲用水的回收系統(tǒng),該系統(tǒng)的一部分還能捕獲宇航員呼吸和汗液釋放到艙內(nèi)空氣中的水分??臻g站上總是儲(chǔ)備著大量的食物,但自他們?nèi)ツ陮?duì)接以來(lái),已經(jīng)多次運(yùn)送物資。
你可以通過(guò)閱讀去年的這篇文章,了解更多關(guān)于他們?cè)趪?guó)際空間站的日常生活,包括他們?cè)谑е貭顟B(tài)下如何睡覺(jué)和上廁所等細(xì)節(jié)。
但這對(duì)宇航員并沒(méi)有把所有時(shí)間都花在凝視地球上,他們像空間站上的所有宇航員一樣,一直在努力工作。
據(jù)NASA稱,他們與第九乘組的其他成員一起,在停留期間完成了超過(guò)900小時(shí)的研究,涉及150多個(gè)“獨(dú)特的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)演示”。
乘組的一些最顯著的工作是在國(guó)際空間站外完成的,威廉姆斯和威爾莫爾在1月份一起進(jìn)行了太空行走,幫助修復(fù)了研究中子星和其他宇宙現(xiàn)象的中子星內(nèi)部組成探測(cè)器(NICER)望遠(yuǎn)鏡。
這是自去年夏天一次因宇航員宇航服冷卻回路漏水而中止的太空行走以來(lái),NASA宇航員首次進(jìn)行的太空行走。
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