人在太空能待多久？

陶詩秀

如果你有幸能到太空中生活，你覺得你可以在太空中待多久？

據資料記載，有一位叫謝爾蓋，克里卡廖夫的航天員曾在軌道空間站上住了311天，這大大超出了其他航天員單次在太空生活的時間。不過他是在不得已的情況下創造這個紀錄的，因為他在升空時還是蘇聯航天員，而回到地球時，國籍就變成了俄羅斯。沒錯，就是因為蘇聯解體，他才不得不在空間站上多住了好幾個月，直到俄羅斯政府派出航天員來接替他。

科學家們從人體的神經系統、心血管系統、肌肉骨骼系統著手，對“人在太空能待多久”這一問題進行了多方面的研究，最后認為，在太空連續逗留的時間最好在90～20天，這樣回到地球后，經過一段時間的恢復，還可以再上天，否則就容易留下無法恢復的后遺癥。

科學家們還發現，只有心血管系統能承受太空環境中的各種變化，不受太空時間長短的影響，而另外兩大生理系統要想經受長時間的太空生活，則各有需要解決的難題。

內耳小石在作怪

前庭神經系統是中樞神經系統中專門管理人體在空間的定向和維持平衡功能的系統。這些功能是由眼睛、內耳以及肌肉、關節、肌腱等的位置感官向腦神經發出的信息所產生的綜合反應。所有這些信息綜合起來向人體提供確切的位置、姿態和動作。在地球上，這一切都同地球引力和地平線有關。當人體進入太空后，地球引力和地平線就失去了作用，因此，問題就產生了。在太空中，人體的前庭神經系統必須重新適應新的外部環境，進行一系列的調整，從而產生了各種病癥，其中主要的是太空運動病。

人體的內耳有一個平衡感覺器官，由3副半規管組成，管中盛有一種叫內淋巴的液體，當它在管內運動，會使內耳末梢器擺動，觸及神經末梢，向中樞神經系統發出信號。由于航天器在太空中上下左右翻滾旋轉，尤其在失重狀態下，內淋巴運動出現異常情況，會使人失去平衡感。在半規管附近有一套內耳石器官，它也會根據地球引力發出運動信號，來平衡人的感覺。一旦進入太空，在失重狀態下，內耳石器官也會發出錯誤的運動信號。因為這些錯誤的信息同視覺、聽覺、位置感官所發出的信息配合不當，就會引發太空運動病。

太空運動病的病癥同一般的暈車、暈船、暈機所產生的病癥相似，如頭暈、出虛汗、惡心、嘔吐、瞳孔擴大、換氣過度、焦急憂慮等。在一般情況下，發病率為1%；在大風浪中為8%；在太空中一般約為30%；而在大型飛船中將近50%。雖然航天員們在地面上進行了多次模擬鍛煉，在飛行器中安裝了許多設施，但依然不可避免。1961年8月，蘇聯航天員季托夫首次報告患運動病的情況。直到阿波羅登月計劃的旱期飛行中，美國的航天員才首次報告出現一系列的嚴重病癥，被稱為“太空適應綜合征”。而現代公認的理論為“感官或中樞神經失配理論”，這是由英國的生理學家里森提出的。他認為，由于視覺、前庭感官、位置感官三者是根據以往的經驗進行協調配合的，一旦出現異常情況，三者配合不當，就會產生運動病。視覺和半規管比較容易適應，但是內耳石就比較困難，因為在失重狀態下失去了引力，內耳石的功能也受到影響。前庭神經系統要經過2～4天的時間才能適應微引力的影響，但是當返回地球時，又會出現運動病，該系統又要重新進行調整，走路時表現為動作失調、搖搖晃晃、不能保持平衡。如果在太空待的時間較長，返回地球后，要花好幾個月才能陜復正常。對返回地球后位置感官所出現的異常現象，科學家們認為，過去可能嚴重地低估了它的作用及其重要性。

心血循環易調節

心血管系統向各人體組織供應適當的氧氣和其他養料，同時清除新陳代謝中所產生的廢物。心臟是該系統的中心組成部分，而血管是運輸血液的管道。

人體的一舉一動，靜止或運動，都會影響心臟的功能。所以我們在進行各種劇烈運動項目之前，必須做準備活動，加速血液循環，以適應各部分的需要。久臥病床的病人，如果突然站立起來，就會由于腦部供血不足而暈倒。在飛向太空和返回地球過程中，人體都要經受加速度或減速度的難關。當脫離地球引力進入太空后，由于環境突變，在太空的頭幾天中，人體下身的液體向胸部和頭部流動，約24小時后，其流速達到最高點，三四天后，停止上流，漸趨穩定，這時上身各部分會出現浮腫現象。據估計，有1.5～2升的液體上流，下身雙腿明顯變細。所以在大型飛行器中，都會安裝“下身負壓裝置”，可減輕液體上流情況。

為了適應新環境，心血管系統會進行一系列調整，總血流量有所減少，足夠維持在太空生存。通過測試，幸運地證明，不管在太空還是在地面，心血管系統都能承受得住各種變化，不受在太空時間長短的影響。

骨質疏松病難治

肌肉骨骼系統由骨骼和附在它上面的肌肉組成。成年人的骨骼由45%的無機物、30%的有機細胞間組織和25%的水分組成，其中最重要的無機物是鈣和磷。骨骼堅固致密的外部組織形成骨骼的形狀，其內部由格狀骨壁組成，其中充滿了柔軟的細胞間組織，這些膠性組織是由一種叫骨膠原的蛋白質組成的。

肌肉是由幾十萬個細胞或纖維組成，每個細胞或纖維包含1 000～2 000個有收縮性的肌纖維，由腦神經控制其活動。骨肌所產生的力量受到外界物理因素的影響，其中包括地球引力。因此，四肢和脊椎骨上必須存在克服地球引力的肌肉以維持人體的正常活動。同時，骨骼本身必須具有一定的力量，在地球引力的影響下，支持和保護人體內部的軟組織。所以，地球的引力左右著肌骨所產生的機械力。一旦脫離了地球引力，這些反地球引力的肌骨組織將逐漸消失，肌肉萎縮和骨骼礦物質減少的程度直接同在太空失重狀態下逗留時間的長短有關，因此，這對長時間太空旅行的成敗是至關重要的。

骨骼礦物質的減少主要在其內部的格狀骨壁組織和骨膠原基質。不幸的是，假如格狀骨壁組織僅部分被侵蝕，它能恢復原樣，但所需的時間與在太空逗留時間相同；如果該組織已被全部侵蝕，它就無法再恢復過來。

鈣的新陳代謝一般處于平衡狀態，每天正常鈣攝入量平均為800毫克，從糞便中排出720毫克，從尿中排出80毫克。但是在失重狀態下，上述平衡被打破，出現鈣負平衡狀態。從尿中排出的鈣量急遽上升，在一個月內，其排出量達到每天240毫克，糞便中鈣的排出量也有增加.在太空逗留5～7個月，會得骨質疏松病，在太空逗留1年，將損失全身鈣質總量的20%左右。這種損失很可能是不可逆轉的。

現在去火星航行，來回將花侶—36個月的時間，因此科學家認為，如果不能夠很好地解決這個問題，還是不去為妙。