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太空对人类有多危险？( 二 )

太空对人类有多危险？
有三种风险是宇航员潜在的“终结者”：辐射、重力（或缺乏重力）以及需要手术或复杂医疗程序的情况当宇航员从好几天的失重状态回到地球时 ， 会感觉很虚弱 ， 但他们很快就会恢复过来 ， 于是很多人以为 ， 失重也许并没有那么糟糕 。 我们来看看那些在太空中度过了更多时间的人 。 在和平号空间站上生活数月的俄罗斯航天员在返回地球时 ， 似乎出现了一些严重、持续更久的健康问题 。 一些被奉为英雄的航天员在回到地球后很少公开露面 。 正是国际空间站的任务向我们传达了这样一个信息：长期处于失重状态会在很多方面伤害人类的健康 。 NASA在这方面做了许多工作 。在继续讨论之前 ， 让我们先定义一些术语 。 首先是“零重力” ， 尽管看起来是这样 ， 但在近地轨道的背景下这可能有点用词不当 。 国际空间站上的宇航员并不是生活在没有重力的环境中 。 相反 ， 他们是在自由落体 ， 永远落在地平线上 ， 不会落向地球 。 国际空间站和其他卫星并不是因为摆脱了地球引力而漂浮在太空中 ， 而是因为它们惊人的水平速度 。 国际空间站以平均每小时27743.8公里的速度运行 。 如果它以某种方式完全停止的话 ， 就会直接掉到地球上 。 事实上 ， 地球的重力使运行中的卫星在轨道上保持着完全的平衡 ， 如果没有地球的重力（比如地球突然神奇地消失了） ， 卫星就会以发射时设定的横向速度直线发射出去 。 因此 ， 在描述国际空间站上缺乏重力的感觉时 ， 更准确的术语应该是“微重力”和“失重” 。太空对人类有多危险？
不过 ， 这两个术语也不够完美或准确 。 国际空间站上的宇航员本身是有重量的 ， 大约是他们在地球上体重的90% ， 而地球就在他们脚下约320公里 。 宇航员在月球上的重量要轻得多 ， 大约只有自身体重的16% 。 绝对零重力是不可能实现的 ， 因为任何两个物体之间都存在引力 。 但在太空深处 ， 远离任何月球、行星或恒星的引力牵引时 ， 引力就几乎为零 。 在太空旅行中 ， 我们或许可以交替使用“零重力”、“微重力”和“失重”这三个术语 。重力对人体的影响可以用两个数字来理解：1和0 。 在地球上 ， 我们受到的重力是1G；在国际空间站上 ， 宇航员受到的重力是0G 。 我们对介于二者之间的情况一无所知 。 空军飞行员在加速时 ， 有时可能体验到5G或更高的加速度 ， 这有时会导致晕厥 。 5G就是正常地球重力的5倍 ， 能将血液从飞行员的大脑中挤出 。 但是 ， 这种力量通常只持续几秒钟；飞行员并不会在超重力环境中生活 。 无论如何 ， 我们不太关心大于1G的力 ， 因为太阳系中我们想去的每一个地方——L2轨道、月球、火星等等——的重力都小于1G 。太空对人类有多危险？
1G有什么特别之处？简单来说 ， 这就是伴随我们演化的力 。 我们的骨头厚度就源于这种精确的重力水平 。 如果没有无处不在的重力作用向细胞发送持续的信号 ， 骨骼就会开始流失矿物质 ， 变得脆弱 。 类似的 ， 肌肉的收缩也适应着一定的阻力 。 没有重力的控制 ， 肌肉就会萎缩 ， 失去弹性 。 你可以在太空中锻炼 。 在国际空间站上 ， 宇航员被要求每天锻炼两个小时 ， 以减少骨质流失和肌肉萎缩 。 这在某种程度上是可行的 。 但无论如何 ， 在失重状态下 ， 骨骼的密度平均每个月会下降1%或2% ， 而地球上老年人每年才下降1% 。 我们可以通过一个事实来更直观了解太空中骨质流失的严重程度：在国际空间站上 ， 尿液完全循环成为饮用水的主要障碍是过滤器会定期被钙沉积堵塞 。 钙从骨骼释出到了尿液中 ， 这也使宇航员不得不面对患肾结石的短期风险和患肾病的长期风险 。尽管宇航员在特制的跑步机上进行了大量肌肉锻炼 ， 但在太空中生活数月后 ， 他们仍然难以行走 ， 甚至拿不动杯子 。 更糟糕的是 ， 大多数肌肉得不到锻炼 。 太空锻炼主要集中在活动四肢和躯干的主要骨骼肌上 ， 但还有成百上千块其他肌肉——心肌、平滑肌和其他骨骼肌——锻炼不到 。 重力在地球上锻炼着这些肌肉 ， 而在国际空间站上 ， 它们无能为力 。 宇航员脸部和手指上那些细小的肌肉都变弱了 ， 肌腱和韧带也开始在失重状态下衰退 。 脊柱变长 ， 使宇航员的身高在太空中增加2.5到5厘米 ， 这会导致背部疼痛 。 由欧洲空间局（ESA）运营的“欧洲宇航中心空间医学办公室”正在设计一种高科技“紧身衣” ， 以帮助宇航员克服太空中的背部问题 。太空对人类有多危险？
在人体内部 ， 1G的作用更多体现在细胞水平上 。 正常情况下 ， 由于重力作用 ， 血液会在脚部淤积 。 经过演化 ， 我们的循环系统已经可以将血液向上推入大脑——人体最重要的器官 。 在没有重力的情况下 ， 血液循环系统会像间歇泉一样向上推动血液 ， 如果不加以控制 ， 你的头部会有一种砰砰作响的感觉 。 你的心脏会开始加速跳动 ， 将血液输送到身体的下部；而你的身体会认为体内有多余液体 ， 于是你的肾脏开始超速运转 ， 通过尿液排出多余的水分 。 如此这般 ， 你开始脱水 ， 血液变得浓稠 。 这反过来又会触发身体停止制造红细胞 ， 于是你会慢慢变得贫血 ， 行动迟缓 ， 呼吸急促 ， 容易感染……这真是整体医学的一场噩梦 。眼睛特别容易受到体内液体不自然“晃动”的影响 。 超过三分之二的宇航员报告称 ， 在轨道上生活数月后 ， 他们的视力都有所下降 。 液体压力会挤压眼球后部 ， 使视神经发炎 ， 破坏脆弱的血管 。 NASA宇航员约翰·菲利普斯是最先报告这一问题的人之一 。 当他望向窗外时 ， 他发现地球似乎一个月比一个月模糊 。 返回地球后 ， NASA检查了菲利普斯的视力 ， 发现他的视力在进入轨道6个月后从20 / 20（1.0）下降到20 / 100（0.2） 。 这意味着 ， 前往火星的宇航员可能需要一副功能强大的眼镜 ， 以帮助他们度过视力逐渐丧失 ， 甚至永久失去视力的每个阶段 。 NASA认为 ， 视力问题是宇航员面临的最严重的短期健康风险 。


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