13天太空之旅航天员健康怎样保护

13天太空之旅，航天员健康怎样保护

6月18日14时许，“神九”飞船与天宫一号顺利完成交会对接。3个小时后，航天员景海鹏、刘旺、刘洋先后“飘”进天宫一号。按照计划，3名航天员将在太空飞行13天，这是中国载人航天迄今飞行时间最长的一次。从短期逗留到长期驻守，太空飞行对航天员的身体将带来哪些影响，如何在特殊的太空环境中更好地保护航天员的健康，成为公众关注的焦点。 　　■人体生理机能面临严峻挑战 　　从电视直播画面中可以看到，3位宇航员的面部都出现了不同程度的浮肿。据相关专家介绍，这就是失重环境下体液头向分布的表现，属于人体对失重环境正常的代偿性生理反应。专家解释说，人体包括血液在内的整个体液基本都分布在胸部以下，而进入失重环境后，体液立刻向胸部、头部方向涌，就表现为人体面部肿胀发红。随着在轨飞行时间的延长，航天员对太空失重环境逐渐适应后，这种症状会逐渐缓解。 　　“人体脱离地球重力环境后，首先反映出来的是前庭功能的改变，同时伴随的是体液的头向分布。随着时间的延长，心脑血管的相关机能也随之改变，肌肉会逐渐萎缩，肌力下降，时间再长，骨骼系统也会发生变化，包括代谢的变化和骨骼结构的改变，这些都会对人体的正常机能造成不利的影响。”中国航天员科研训练中心航天医学基础与应用国家重点实验室主任李莹辉说。 　　据国外资料显示，前庭功能紊乱会影响到40%的航天员，且多发生在早期，特别是前3天，经常持续2天~4天，症状可以从轻微的胃部不适，发展到恶心、呕吐。极个别情况下，还会让航天员脸色苍白、大汗，严重时将影响航天工作。 　　此外，暴露于失重环境后，心血管系统有效对抗重力负荷的功能也会明显下降，症状包括心率加快、血压异常、直立位负荷时的特发性晕厥等。上述这些，被称为“心血管系统去适应作用”，只有航天员恢复地球上恒定重力环境后，才成为一个医学问题，持续1个月左右时间。 　　失重环境还会对血液、体液和电解质变化产生影响，而循环血量的减少，特别是血浆容量减少、红细胞体积和红细胞形态的变化，是航天适应过程中发生众多生理变化的原因所在。目前研究显示，经过2周以上长期航天飞行，航天员会出现心率加快症状，恢复时间为3天~5天；心搏量和心输出量下降，依据飞行前锻炼强度恢复时间为5天~21天；血红蛋白会明显下降，恢复到飞行前水平需要1个月~2个月。 　　另外，在失重环境下，人体腓肠肌、颈背肌肉等抗重力肌会慢慢萎缩，肌力以及骨质也会逐渐丢失。美国国家航空航天局的一项研究显示，航天员在太空生活126天~312天后，其股骨颈和股骨干的弯曲和扭转力量会分别降低8%和4.5%。 　　因此，如何抑制和减轻失重环境对航天员带来的不利影响，是科研人员面临的最大挑战。 　　■全方位协同高效对抗失重 　　既往研究显示，在对抗航天活动失重影响的各种举措中，下体负压与有氧运动锻炼在对抗心血管系统去适应方面具有显著作用；有氧运动与阻力锻炼是对抗骨丢失、抗重力骨骼肌萎缩与平衡系统机能改变的主要措施；药物防治空间运动病效果明显。 　　据了解，中国航天员科研训练中心航天医学基础与应用国家重点实验室针对失重防护开展了大量的实验，包括地面60天头低位卧床实验、女性30天头低位卧床试验和人体相关验证实验。在此次“神九”任务中，该实验室建立了协同高效的失重生理效应综合防护方案，即利用套带、企鹅服、下体负压筒、自行车功量计、拉力器5种工具，对心血管和骨骼肌进行防护，从而最大限度降低机体心血管功能和运动能力的下降，延缓肌肉萎缩进程，维持航天员在轨工作能力。 　　据介绍，套带主要应用在航天飞行初期，以减轻体液转移导致的急性适应期症状。这些症状一般在飞行初24小时最明显，之后逐渐减弱，持续至入轨后2天~3天。 　　另外，3名航天员进入天宫一号以后，每天须至少穿特制“企鹅服”8个小时。“‘企鹅服’是通过人为束缚，给肌体增加压力，对抗失重导致的肌肉萎缩。”李莹辉介绍。 　　在太空遨游时，航天员还需要在返回前10天内，使用下体负压筒进行5次锻炼，通过刺激心血管的调节功能来对抗心血管功能失调；每隔1天使用拉力器进行1次上肢锻炼，每次每个动作锻炼3组，且须避开进餐前后1小时；而根据自行车功量计锻炼方案，为确保锻炼效果，采用个人最大心率的百分值（相对值）作为锻炼强度指标，每名航天员的锻炼处方不尽相同。 　　■全程医学监护严密观测 　　多天飞行也对航天员的健康监测与保障提出了更高要求。中国载人航天工程航天员系统总指挥、中国航天员科研训练中心主任陈善广说，这次任务的医疗监护和保障方面，除原来常规的心电、呼吸、体温、血压4大指标监测外，增加了在轨无创心功能监测以及生化指标检测，以观测航天员的生理变化特征。中医药也将继续参与到航天员的健康保障之中。 　　中国航天员科研训练中心航天员医监医保研究室主任李勇枝在接受媒体采访时说，前几次神舟飞船飞行试验，都证明了中药制剂——太空养心丸有助于维持正常心率，降低血氧浓度，提高抗疲劳能力，促进睡眠和立位耐力。这次任务与以往不同的是，航天员从任务前50天就开始服用太空养心丸，在太空中，养心丸则基本纳入餐包之中。她还透露，如果飞行期间航天员发生医学问题，处理的结果若导致航天员病情恶化甚至危及生命，医学专家将及时提出终止飞行任务的建议。 　　记者还了解到，针对中长期载人飞行人体代谢特点和医学防护要求，航天员科研训练中心航天营养与食品研究室还研制出具有缓解细胞氧化、提高人体免疫力的抗氧化功能食品，通过饮食手段提高航天员的适应和防护能力。 　　■营造健康生活“微环境” 　　此次“神九”任务飞行时间较长，需要在飞行器内创造适宜人类较长时间生存的环境。 　　“神舟九号飞船发射前，科技人员已经完成了对天宫一号载人环境的安全性评价、分析和确认，确保了天宫一号的载人环境能够保障航天员的安全、健康和工作能力。”中国航天员科研训练中心医学要求与评价研究室主任吴大蔚介绍。 　　对人来讲，空间环境是比失重更危险、更不利的情况，其中最突出的问题是温度极限、缺乏大气和气压不足。记者在采访中了解到，“神九”航天员穿着的舱内航天服至少能保证6个小时的氧气供给，与此次载人飞行任务所需的压力应急时间相匹配。 　　“当航天器座舱失压，即整个座舱的环境不适应人生存的时候，舱内航天服可以提供一个最小的近体生存环境，就是身体周围这个部分能够维持生命。其核心是通过航天服和舱载供氧来提供航天员呼吸所需要的氧气，维持必要的生存压力。”载人航天工程航天员系统副总设计师李潭秋说。（感谢中华医学会航空航天医学分会为本报“神九”报道提供学术支持）

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