讓我們來探討重力問題。我們從ISS只學(xué)到了一樣?xùn)|西：生活在微重力環(huán)境下很糟糕。理想的健康狀態(tài)需要重力，而長(zhǎng)期處于零重力環(huán)境是非常危險(xiǎn)的——這個(gè)觀念從未得到充分驗(yàn)證。

20世紀(jì)中葉一些科幻小說作家推測(cè)，零重力將使人生機(jī)勃勃：血液更容易流動(dòng)，關(guān)節(jié)炎將成為過去，背痛會(huì)被治愈，衰老本身也會(huì)減慢。所以，帶著祖母一起去旅行吧。我們從早期的太空計(jì)劃中得到的提示是，這樣一個(gè)美好的前景是不真實(shí)的。宇航員從僅僅幾天的失重狀態(tài)中返回時(shí)，就會(huì)感到虛弱。但是他們恢復(fù)了過來，所以很多人覺得，哦，也許沒那么糟。之后我們又花了更多的時(shí)間在太空。

俄羅斯人在“和平號(hào)”空間站上待了幾個(gè)月，回來后似乎出現(xiàn)了一些嚴(yán)重的、長(zhǎng)期的健康問題。不過，俄羅斯人一直沒有給出他們宇航員的健康數(shù)據(jù)，所以我們一直無法確切知道詳情。這些被視作英雄的宇航員中，有許多人回來后很少公開露面。正是ISS任務(wù)讓我們明白了這樣的事實(shí)：長(zhǎng)期處于零重力狀態(tài)對(duì)人體健康有多方面的危害。這是NASA的功勞。

在繼續(xù)下面的內(nèi)容之前，我應(yīng)該先定義一些術(shù)語(yǔ)。零重力，盡管看起來很方便，但在近地空間范圍內(nèi)可能是一個(gè)不確切的表述。ISS上的宇航員并非生活在沒有重力的環(huán)境中，他們一直處于自由落體的狀態(tài)，但永遠(yuǎn)都?jí)嬄湓诘仄骄€之上，與地球擦肩而過。ISS和其他衛(wèi)星并不是因?yàn)樘用摿说厍蛞Σ棚h浮在太空中；它們之所以能保持在那里，是因?yàn)樗鼈冇兄@人的水平速度。ISS以17500英里/小時(shí)

（28163千米/小時(shí)）的速度運(yùn)行。如果用什么辦法讓它完全停下來，那么它就會(huì)直接落到地球上，然后宇航員、飛船和其他一切都會(huì)掉下來。事實(shí)上，正是地球的引力使運(yùn)行中的衛(wèi)星保持在軌道上，地球的引力與衛(wèi)星在發(fā)射期間所獲得的橫向運(yùn)動(dòng)力在向下運(yùn)動(dòng)中形成完全平衡的反作用力。如果沒有地球的引力（假如地球突然神奇地消失了），衛(wèi)星就會(huì)以直線發(fā)射出去。因此，要描述ISS上缺乏重力的感覺，更準(zhǔn)確的術(shù)語(yǔ)是微重力和失重。

然而，即使這些術(shù)語(yǔ)也仍然是不完美、不準(zhǔn)確的。ISS上的宇航員有重量，大約是地球上體重的90%，而地球與他們腳下的距離只有200英里。實(shí)際上他們?cè)谠虑蛏蠒?huì)輕得多，只有地球上重量的16%。

絕對(duì)零重力是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橹亓κ侨魏蝺蓚€(gè)物體之間的引力。但是在太空深處，遠(yuǎn)離任何衛(wèi)星、行星或恒星的引力牽引時(shí)，重力則接近于零。在太空旅行方面，我會(huì)交替使用零重力、微重力和失重這三個(gè)術(shù)語(yǔ)。

關(guān)于重力對(duì)人體的影響，我們的理解只有兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)：1和0。在地球上，我們的重力是1G。在ISS上，宇航員生活在0G環(huán)境中。對(duì)于兩者之間的東西我們一無所知。空軍飛行員使噴氣式飛機(jī)加速，可以體驗(yàn)到5G或更大的力量，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致他們昏厥。這是正常地球重力的5倍，可以將血液擠出大腦。但這種力通常只持續(xù)幾秒鐘，飛行員并不是生活在超重力環(huán)境中。不管怎樣，我們不太關(guān)心大于1G的力，因?yàn)樘?yáng)系內(nèi)我們想去的任何地方——L2軌道、月球、火星，等等——其重力都小于1G。

1G有什么特別的？沒什么特別，只不過它伴隨了我們的演化過程。我們的骨頭之所以有這樣的厚度，就是因?yàn)橛羞@樣的重力水平。沒有了無處不在的重力，沒有它向細(xì)胞發(fā)出的持續(xù)信號(hào)，骨骼里的礦物質(zhì)就會(huì)開始析出，骨骼就會(huì)變得脆弱。肌肉在收縮時(shí)也需要一定的抗力。如果沒有重力，肌肉就會(huì)萎縮，失去彈性。你可以在太空中鍛煉。

ISS上的宇航員每天必須鍛煉兩小時(shí)，為的是盡量減少骨質(zhì)流失，盡量減少肌肉損失。這種方法有一定的作用。但不管怎樣，在零重力狀態(tài)下，骨骼密度下降的速率仍然超過每月1%，而地球上老年人的骨骼密度損失率為每年1%。通過一個(gè)事實(shí)就可以知道宇航員的骨質(zhì)流失有多嚴(yán)重：在ISS上將尿液完全循環(huán)成飲用水的主要障礙是，過濾器每天都會(huì)被鈣沉積堵塞。這些鈣從骨骼滲出進(jìn)入尿液，這種滲出也使得宇航員在短期內(nèi)面臨腎結(jié)石的風(fēng)險(xiǎn)，從長(zhǎng)期看則面臨腎病的風(fēng)險(xiǎn)。

盡管宇航員在特制跑步機(jī)上進(jìn)行了肌肉鍛煉，但在太空中待幾個(gè)月返回地球后，他們還是行走困難，甚至拿不動(dòng)杯子。對(duì)于肌肉來說更為糟糕的是，大多數(shù)肌肉無法得到鍛煉。鍛煉集中在移動(dòng)四肢和軀干的主要骨骼肌上。但是還有數(shù)以百計(jì)的其他肌肉，例如心肌、不隨意肌、平滑肌以及其他骨骼肌，無法得到鍛煉。對(duì)抗重力就是它們?cè)诘厍蛏系腻憻挿绞?，而在ISS上，它們得不到鍛煉。臉上和手指上那些細(xì)小的肌肉都變得很弱。

肌腱和韌帶在零重力環(huán)境下也開始衰退。脊柱變長(zhǎng)，宇航員在太空中的身高會(huì)增加1～2英寸，這會(huì)導(dǎo)致背部疼痛。由歐洲航天局運(yùn)營(yíng)的歐洲宇航員中心（EAC）太空醫(yī)學(xué)辦公室（SMC）正在設(shè)計(jì)一種高科技“緊身衣”，來幫助宇航員在太空克服背部問題。這么說吧，這套服裝非常具有歐洲風(fēng)格。

在體內(nèi)，更多的事情是在1G條件下的細(xì)胞層級(jí)上進(jìn)行。正常情況下，由于重力作用，血液會(huì)在足部淤積。我們的循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)過演化，可以將血液向上推送到大腦，而大腦是一個(gè)相當(dāng)重要的器官。在沒有重力的情況下，循環(huán)系統(tǒng)就像間歇泉一樣將血液向上推動(dòng)，無拘無束，你的頭部會(huì)感到有節(jié)奏的沖擊。你的心臟開始加速跳動(dòng)，將血液輸送到身體下部。你的身體開始認(rèn)為有多余的血液，問：這些血液是從哪里來的？

于是你的腎臟會(huì)超速運(yùn)轉(zhuǎn)，通過尿液排出多余的水分。結(jié)果你脫水了，你的血液開始變稠。這反過來又會(huì)觸發(fā)身體停止制造紅細(xì)胞，因此你會(huì)慢慢變得貧血、遲鈍、呼吸急促、容易感染，等等。這是一個(gè)系統(tǒng)性的醫(yī)學(xué)噩夢(mèng)。眼睛特別容易受到這種不自然的液體晃動(dòng)的影響。超過2/3的宇航員報(bào)告稱，在軌道上待了幾個(gè)月后出現(xiàn)視力下降。液體壓力使眼球后部變平，視神經(jīng)發(fā)炎，破壞脆弱的血管。

NASA宇航員約翰·菲利普斯（JohnPhillips）是早報(bào)告這一問題的人之一。隨著時(shí)間一月一月地過去，望著窗外時(shí)，他覺得地球看上去越來越模糊。NASA在他返回地球時(shí)測(cè)了他的視力，發(fā)現(xiàn)他在軌道上待了6個(gè)月后，視力從20/20下降到20/100。這意味著，前往火星的宇航員需要攜帶各種度數(shù)的眼鏡，以幫助他們克服漸進(jìn)的、不可避免的以及永久性的視力下降。NASA認(rèn)為視力問題在宇航員中期健康風(fēng)險(xiǎn)中排第一。

像眼睛一樣，整個(gè)大腦也漂浮在液體中。曾經(jīng)對(duì)34名宇航員任務(wù)之前和任務(wù)之后的核磁共振圖像進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)微重力導(dǎo)致的變化可能是永久性的：說到底，是因?yàn)樗麄兊拇竽X向上移動(dòng)時(shí)受到壓迫，大腦的中央溝變窄。中央溝是大腦頂部皮層的溝，將大腦頂葉和額葉分開。這些是大腦中控制精細(xì)運(yùn)動(dòng)和高級(jí)執(zhí)行功能的部分，在ISS上待的時(shí)間越長(zhǎng)，大腦的這些變化就越嚴(yán)重。

NASA直到20世紀(jì)90年代末才開始關(guān)注太空生活的長(zhǎng)期影響。NASA長(zhǎng)期以來一直由工程師和物理學(xué)家主導(dǎo)。幾乎沒有雇用多少醫(yī)務(wù)人員，從事生物醫(yī)學(xué)研究的就更少了。我們?cè)诘?章指出，NASA關(guān)注的醫(yī)學(xué)問題主要限于太空旅行的心理學(xué)。

因此，在1997年，隨著ISS建設(shè)的加速推進(jìn)，NASA決定將生物醫(yī)學(xué)研究外包出去，并成立了美國(guó)國(guó)家太空生物醫(yī)學(xué)研究所，這是一個(gè)由十幾所大學(xué)的研究實(shí)驗(yàn)室組成的聯(lián)合體。NSBRI立即對(duì)過去10年中參加過太空任務(wù)的近300名宇航員的健康狀況進(jìn)行了研究。果不其然，幾乎所有人都因?yàn)閳?zhí)行任務(wù)而出現(xiàn)了健康問題，有些人比其他人更嚴(yán)重。我們能做些什么？

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