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太空旅行如何影響宇航員的健康

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2025年07月07日 09:03

太空旅行如何影響宇航員的健康

How does space travel affect astronaut health?

美國英語科技與健康

新聞源：Malay Mail

2025-03-19 07:00:00閱讀時長4分鐘1931字

太空旅行宇航員健康太空輻射微重力封閉環(huán)境心理壓力返回地球恢復(fù)磁場變化知識空白太空生育近期研究

太空旅行對人體的影響

人體并不是為太空飛行而設(shè)計的，太空中的微重力條件、高能輻射和其他問題都會對人體造成影響。因此，離開地球進入太空會導(dǎo)致許多生理變化，從而影響宇航員的健康。

這一問題在最近的一次任務(wù)中再次引起了關(guān)注。該任務(wù)將被困在國際空間站長達九個月的宇航員巴奇·威爾莫爾和蘇妮·威廉姆斯帶回地球。以下是關(guān)于太空旅行對人類健康影響的一些解釋。

為什么太空旅行對身體有害？

人類的身體經(jīng)過數(shù)百萬年的進化，適應(yīng)了地球的環(huán)境，包括其重力、大氣成分以及相對較低的輻射水平。太空旅行使人們暴露在一個完全不同的環(huán)境中，帶來了各種生理和心理挑戰(zhàn)，尤其是在長期暴露的情況下。匹茲堡大學(xué)空間生物醫(yī)學(xué)中心主任阿夫辛·貝赫什蒂表示，隨著研究人員尋求新的對策來保護太空旅行者，需要更多關(guān)于不同健康背景的宇航員在不同類型任務(wù)中的數(shù)據(jù)，以繪制個性化的風(fēng)險概況和緩解策略。威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院生理學(xué)和生物物理學(xué)教授克里斯·梅森也強調(diào)了這一點。

太空輻射的危害是什么？

與地球不同，地球的大氣層和行星磁場可以屏蔽太空輻射，但宇航員會暴露在宇宙中的高能輻射下。這可能導(dǎo)致DNA損傷、癌癥風(fēng)險增加、神經(jīng)退行性效應(yīng)、心血管問題和免疫系統(tǒng)失調(diào)。地球磁層為低地球軌道上的宇航員提供了一些保護，但對于前往月球或火星的宇航員來說，他們將面臨更高的輻射劑量。

微重力的影響是什么？

重力在調(diào)節(jié)身體功能方面起著關(guān)鍵作用。缺乏重力會引發(fā)廣泛的生理適應(yīng)。貝赫什蒂指出，沒有重力，體液會上移，導(dǎo)致面部腫脹和顱內(nèi)壓升高，進而影響視力。由于缺乏重力帶來的機械負荷，骨骼和肌肉會出現(xiàn)骨密度損失和肌肉萎縮。此外，心血管系統(tǒng)也會發(fā)生重大變化，包括返回地球后難以調(diào)節(jié)血壓。長時間暴露在微重力條件下還會影響前庭功能——內(nèi)耳感知運動和方向的能力，導(dǎo)致平衡和協(xié)調(diào)問題。

封閉環(huán)境和心理壓力的影響是什么？

長期太空任務(wù)要求宇航員生活在封閉和孤立的環(huán)境中，社交互動有限，自然刺激不足。貝赫什蒂表示，這可能導(dǎo)致心理壓力、睡眠障礙、認知表現(xiàn)下降和情緒障礙。在空間站或未來前往火星等目的地的更長任務(wù)中，長時間的隔離和密閉生活可能會加劇人際沖突，進一步影響心理健康和任務(wù)表現(xiàn)。

返回地球后會發(fā)生什么？

宇航員返回地球后的恢復(fù)情況很大程度上取決于任務(wù)的持續(xù)時間。對于在低地球軌道進行幾天短途任務(wù)的宇航員來說，大約95%的生物損傷在返回后似乎可以逆轉(zhuǎn)。對于在國際空間站停留數(shù)月的宇航員，恢復(fù)情況與他們在太空的時間成正比。許多生理系統(tǒng)逐漸恢復(fù)正常，但一些問題仍然存在。例如，與微重力引起的體液轉(zhuǎn)移和顱內(nèi)壓變化相關(guān)的太空飛行相關(guān)神經(jīng)眼綜合征（SANS）會導(dǎo)致視力受損。研究表明，亞細胞結(jié)構(gòu)線粒體的功能障礙在SANS中起著一定作用。有些宇航員可能需要佩戴矯正鏡片來應(yīng)對持久的視力損害。

關(guān)于長時間深空任務(wù)的影響，其中宇航員將經(jīng)歷更高水平的太空輻射和長時間的微重力，仍有許多未知之處。如果沒有有效的對策，恢復(fù)可能會很困難。研究人員正在積極開發(fā)基于線粒體的對策，以減輕太空引起的損害。

磁場的變化有什么影響？

越來越多的證據(jù)表明，低地球軌道中的低磁場可能對健康構(gòu)成風(fēng)險。在地球上，人們不斷暴露在地磁場中，其強度遠高于太空中的磁場。近期研究顯示，像太空中那樣的極低磁場環(huán)境可能在細胞和分子層面影響生物過程，有可能影響晝夜節(jié)律、細胞修復(fù)機制和神經(jīng)系統(tǒng)功能。

我們還有哪些知識空白？

關(guān)于太空飛行如何影響人類健康，仍有許多未知之處。例如，人們對太空飛行如何影響肺功能知之甚少。雖然已知太空輻射會增加癌癥風(fēng)險、加速衰老并引起細胞損傷，但確切的生物學(xué)機制仍不清楚。研究表明，線粒體在太空飛行引起的健康影響中起著核心作用，但線粒體適應(yīng)和功能障礙的具體機制仍是研究的熱點。

科學(xué)家們還缺乏對微重力、輻射暴露和隔離如何在長時間內(nèi)影響認知功能、心理健康和神經(jīng)可塑性的全面理解。

在太空中生育的問題？

貝赫什蒂指出，另一個重要的知識空白是太空飛行如何影響人類的生殖和胎兒發(fā)育。關(guān)于太空生殖健康的大多數(shù)研究都是在動物如小鼠身上進行的。人類生育能力、胚胎發(fā)育和長期太空居住跨代影響的完整含義仍不清楚。這對于人類未來的太空殖民努力尤為重要。

最近的研究顯示了什么？

2024年發(fā)表的一項研究詳細描述了參與2021年SpaceX“靈感4號”任務(wù)的機組成員在大腦、心臟、肌肉、腎臟、皮膚、免疫調(diào)節(jié)、應(yīng)激水平以及線粒體活動方面的變化。“靈感4號”任務(wù)是第一個全平民團隊繞地球軌道飛行的任務(wù)。另一項2024年發(fā)表的研究顯示，宇航員在太空中頭痛的發(fā)生率比以前所知的要高。這項研究涉及24名在國際空間站上執(zhí)行任務(wù)長達26周的宇航員，除兩人外，其他人都報告了頭痛。2023年的一項研究發(fā)現(xiàn)，在國際空間站或NASA航天飛機上執(zhí)行至少六個月任務(wù)的宇航員經(jīng)歷了腦室擴張——腦中央含有腦脊液的空間。2022年的一項研究記錄了17名在國際空間站上平均執(zhí)行約5.5個月任務(wù)的宇航員的骨質(zhì)流失。返回地球一年后，這些宇航員平均脛骨骨密度減少了2.1%，骨強度減少了1.3%。其中有9人未能在太空飛行后恢復(fù)骨密度。

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