宇航員如何安全回家?宇航員身體會(huì)發(fā)生什么變化?
2003年,楊利偉獨(dú)自乘坐神舟五號(hào),飛行了21小時(shí)23分鐘,順利回到地球。雖然面帶笑容,還比了個(gè)耶,但細(xì)心的觀眾還是發(fā)現(xiàn)了他嘴角的血絲。
事后,他表示在下降的過(guò)程中,身體就像被撕裂了一般,因?yàn)閯×叶秳?dòng),臉被劃破出血。
抵達(dá)地面后,身體也很虛弱,臉色蒼白,很難站起來(lái),是被抬出返回艙的。
宇航員是個(gè)偉大的職業(yè),除了嚴(yán)苛的選拔,還需要經(jīng)歷嚴(yán)格的訓(xùn)練,才有可能完成太空任務(wù),安全回家。
然而,對(duì)于很多宇航員來(lái)說(shuō),最艱巨的挑戰(zhàn)不是太空任務(wù),而是如何安全回家。
長(zhǎng)時(shí)間的失重狀態(tài),會(huì)對(duì)身體造成不同程度的損傷,回到地球,各個(gè)器官和系統(tǒng)也需要重新適應(yīng)地球的環(huán)境。
骨質(zhì)疏松和肌肉萎縮
根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明,宇航員每個(gè)月都會(huì)損失1%-2%的骨密度,主要發(fā)生在腿部。
我們的骨骼處于再生和流失的動(dòng)態(tài)平衡之間。
長(zhǎng)期處于失重狀態(tài),身體和大腦會(huì)認(rèn)為你的腿已經(jīng)不需要了,身體里的破骨細(xì)胞活動(dòng)就會(huì)增加,將骨骼分解成礦物質(zhì),部分被人體吸收,大部分則通過(guò)尿液排出體外。
換句話說(shuō),當(dāng)你第一次在太空小便時(shí),你的尿液里有“你的骨頭”。
宇航員的骨質(zhì)流失有多嚴(yán)重呢?
科學(xué)家做過(guò)實(shí)驗(yàn),一只健康的小鼠,在失重狀態(tài)下16天,破骨細(xì)胞就增加了197%。
對(duì)于人體來(lái)說(shuō),在太空中待1個(gè)月,就相當(dāng)于老年人1年的骨量流失;在太空中待3-4個(gè)月,大約需要2-3年的時(shí)間才能恢復(fù)到之前的骨密度。
人體的肌肉,因?yàn)闆](méi)有“用武之地”,也會(huì)萎縮,五六天就有可能損失20%的肌肉,一個(gè)任務(wù)下來(lái),損失量可達(dá)40%。
為此,宇航員每天都要鍛煉2個(gè)小時(shí),來(lái)緩解癥狀。
加拿大宇航員克里斯·哈德菲爾德表示,自己每天都在國(guó)際空間使用阻力訓(xùn)練設(shè)備來(lái)鍛煉身體。
用他的話來(lái)說(shuō):“和地面健身差不多,可以跑步、深蹲、臥推、高架舉重、小腿抬高、彎舉和仰臥起坐。”
血液“倒置”
在重力影響下,血液很容易聚集在下肢,而失重狀態(tài)下,血液就會(huì)從腿部上移到上半身和頭部,心臟會(huì)因?yàn)楸贸龅难俣s。
在這樣的情況下,宇航員身體就會(huì)變得有點(diǎn)奇怪:頭部和上肢腫脹,甚至有點(diǎn)圓圓的,而下半身腿部細(xì)長(zhǎng),形態(tài)有點(diǎn)像鳥,也被稱為太空鳥腿現(xiàn)象。
當(dāng)宇航員回到地球后,血液和其他體液又重新拉回下半身,短時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)低血壓,頭暈?zāi)垦?,無(wú)法站立,甚至?xí)灥?,因此都是被抬著出?lái)的。
很多人在回到地球后,有一段時(shí)間是不能運(yùn)動(dòng)不能開車的。
不僅如此,宇航員還面臨著心血管疾病,有研究認(rèn)為,宇航員頸動(dòng)脈的僵硬程度相當(dāng)于老化了20-30年。
視力障礙
一直以來(lái),宇航員都曾抱怨,回來(lái)后有視力模糊等問(wèn)題。
主要原因是血液長(zhǎng)時(shí)間聚集在上半身,導(dǎo)致眼球壓力變大而變形,進(jìn)而出現(xiàn)視力障礙。
一般來(lái)說(shuō),48%的視力問(wèn)題會(huì)在日后康復(fù)糾正,但也有一部分是永久性的損傷。
基因變化
2016年3月2日,宇航員斯科特和哈伊爾完成340天的飛行任務(wù)后回到地球。
此次的太空任務(wù)之一,就是“研究太空環(huán)境對(duì)人體的影響”。宇航員斯科特和他的同卵雙胞胎是研究的對(duì)象,一個(gè)在太空生活了一年,而另一個(gè)一直在地球上。
結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)一年的太空生活,除了體重下降、肌肉萎縮、骨質(zhì)疏松常見(jiàn)的問(wèn)題外,斯科特在基因,在高輻射的環(huán)境中,也發(fā)生了變化。
1、端粒變長(zhǎng)
端粒位于染色體末端,具有保護(hù)功能。
端粒有一個(gè)著名的假說(shuō)“端粒衰老學(xué)說(shuō)”:細(xì)胞分裂一次,端粒就縮短一點(diǎn),等到一定長(zhǎng)度,就不會(huì)再縮短,細(xì)胞就會(huì)衰老死亡。
那端粒變長(zhǎng),是不是意味著斯科特會(huì)變長(zhǎng)壽?
事實(shí)上,這是不可能的,因?yàn)橹憥滋旌?,斯科特的端粒就恢?fù)到正常狀態(tài)。
2、DNA出現(xiàn)損傷,基因修復(fù)和免疫相關(guān)的基因被激活
為了適應(yīng)太空環(huán)境,斯科特身體內(nèi)有1000多個(gè)基因發(fā)生了大規(guī)模的變化,免疫系統(tǒng)處于最高戒備狀態(tài)。
返回地球后91.3%的基因回到正常狀態(tài),而有一部分基因發(fā)生突變,無(wú)法恢復(fù)。
心理障礙
太空中的一天和地球上不同,回到地球后容易出現(xiàn)晝夜節(jié)律紊亂,導(dǎo)致睡眠障礙,失眠。
在如此狹小的空間,來(lái)來(lái)去去就這幾個(gè)人,宇航員也會(huì)有心理疾病。
雖然沒(méi)有得到明確的分析,但在類似的環(huán)境中,極地研究所和潛艇中,人們因?yàn)榫薮蟮膲毫?,?dǎo)致失眠、焦慮和抑郁。
這些心理疾病,可能伴隨人的一生。
最后
太空旅行的危險(xiǎn)性,毋庸置疑。
宇航員為了全人類進(jìn)步犧牲自我的偉大,值得點(diǎn)贊!
有了他們,人類才能離火星更近了一步。