張揚
6月11日17時38分,在萬眾矚目中,神舟十號飛船呼嘯升空,聶海勝、張曉光和王亞平3名航天員展開了15天“太空旅行”,成為迄今我國載人航天飛行時間最長的一次。走向太空,圓了國人“飛天”的夢想,但很多人也擔心,在太空中,航天員將面臨怎樣的健康挑戰?他們是怎么適應復雜的太空環境,并完成科研任務的?
失重是威脅健康的“頭號敵人”
根據常規,航天飛行時間在7天之內為短期,1個月以上為長期,兩者之間為中期。與神九相同,神十也為中短期飛行。綜合考慮此次200~300公里的近地軌道飛行高度,以及15天的飛行時間,失重超過了輻射、心理障礙等,成為威脅航天員健康的“頭號敵人”。
失重會引發心血管功能失調、骨質疏松、肌肉萎縮、免疫功能下降、空間運動病等。在中短期飛行中,前庭功能、心血管系統、骨骼肌肉、水電解質平衡4個方面所受影響更為明顯。
失重環境中出現的第一個達到臨床疾病標準的生理變化,是由前庭功能紊亂引起的空間運動病。這種影響在航天員進入失重環境后,1分鐘內就會發生,在飛行第2~3天時最為明顯,發生率高達50%以上,就像在地面上暈車一樣,主要表現是嘔吐、厭食、頭痛等。
此外,失重也會造成水、電解質紊亂。由于體液大量丟失,并且從下肢向頭部重新分布,航天員會出現不同程度的頭脹、頭暈等感覺,并出現鼻咽部及面部水腫、皺紋消失、眼瞼變厚、球結膜充血、下肢皮膚皺縮等癥狀。
飛行過程中心血管系統也會受到影響,但這種影響往往在回到地面時才體現出來,主要表現為立位耐力和運動耐力明顯下降。航天員返回地面后,垂直站立時會引起暈厥和意識喪失。因此,航天員在返回后,通常都需要用擔架抬到車上。
失重環境下,航天員肌肉系統尤其是抗重力肌也會出現萎縮。
但是,上述生理性變化并不會對航天員的身體造成病理性改變。國內外的研究結果顯示,人至少可以適應1年多的失重環境(編者注:在太空時間最長的航天員是前蘇聯的謝爾蓋·克里卡列夫,他在和平號空間站生活、工作長達747天14小時14分11秒。當他回到地面時,蘇聯已經解體,變成了俄羅斯)這期間所引起的生理變化在返回地球后經過一段時間可以恢復;失重時各生理系統變化的潛伏期、持續時間和反應程度是不同的。例如,空間運動病在進入失重狀態后1周內基本消失;心血管系統的最大反應在3周左右,隨后逐漸轉變為一種新的、適應失重環境的水平。只有骨質疏松和肌肉萎縮隨著飛行時間的延長有逐漸加重的趨勢。
航天員都有“生命背心”
那么,航天員如何才能適應復雜的太空環境,并在保證生命安全的基礎上,確保高效順利完成任務?
前期的航天員選拔、訓練、飛行鍛煉都很重要。以失重為例,國外資料顯示,空間運動病的發病率高達60%~70%,而我國至今沒有1名航天員發生空間運動病,這得益于有效的醫學保障以及前期選拔和訓練時的嚴格要求。歐洲在航天員選拔時不會對前庭功能進行特別考量,而我國將前庭功能作為評選重要指標之一。同時,在訓練階段提高航天員的前庭功能,并在飛行期間使用太空養心丸等中藥進行藥物防護。
為確保飛行中航天員身體處于最佳狀態,每名航天員都穿著“生命背心”,該設備能夠監測血壓、呼吸等生命指標的變化,一旦出現問題,地面醫監醫保人員可以指導航天員自我治療。飛船內也配備有藥箱、小藥包和個人急救小藥包,能滿足常見疾病治療所需。