人在太空能待多久？

陶詩(shī)秀

如果你有幸能到太空中生活，你覺(jué)得你可以在太空中待多久？

據(jù)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(shí)間。不過(guò)他是在不得已的情況下創(chuàng)造這個(gè)紀(jì)錄的，因?yàn)樗谏諘r(shí)還是蘇聯(lián)航天員，而回到地球時(shí)，國(guó)籍就變成了俄羅斯。沒(méi)錯(cuò)，就是因?yàn)樘K聯(lián)解體，他才不得不在空間站上多住了好幾個(gè)月，直到俄羅斯政府派出航天員來(lái)接替他。

科學(xué)家們從人體的神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、肌肉骨骼系統(tǒng)著手，對(duì)“人在太空能待多久”這一問(wèn)題進(jìn)行了多方面的研究，最后認(rèn)為，在太空連續(xù)逗留的時(shí)間最好在90～20天，這樣回到地球后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的恢復(fù)，還可以再上天，否則就容易留下無(wú)法恢復(fù)的后遺癥。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，只有心血管系統(tǒng)能承受太空環(huán)境中的各種變化，不受太空時(shí)間長(zhǎng)短的影響，而另外兩大生理系統(tǒng)要想經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的太空生活，則各有需要解決的難題。

內(nèi)耳小石在作怪

前庭神經(jīng)系統(tǒng)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中專門管理人體在空間的定向和維持平衡功能的系統(tǒng)。這些功能是由眼睛、內(nèi)耳以及肌肉、關(guān)節(jié)、肌腱等的位置感官向腦神經(jīng)發(fā)出的信息所產(chǎn)生的綜合反應(yīng)。所有這些信息綜合起來(lái)向人體提供確切的位置、姿態(tài)和動(dòng)作。在地球上，這一切都同地球引力和地平線有關(guān)。當(dāng)人體進(jìn)入太空后，地球引力和地平線就失去了作用，因此，問(wèn)題就產(chǎn)生了。在太空中，人體的前庭神經(jīng)系統(tǒng)必須重新適應(yīng)新的外部環(huán)境，進(jìn)行一系列的調(diào)整，從而產(chǎn)生了各種病癥，其中主要的是太空運(yùn)動(dòng)病。

人體的內(nèi)耳有一個(gè)平衡感覺(jué)器官，由3副半規(guī)管組成，管中盛有一種叫內(nèi)淋巴的液體，當(dāng)它在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)，會(huì)使內(nèi)耳末梢器擺動(dòng)，觸及神經(jīng)末梢，向中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)。由于航天器在太空中上下左右翻滾旋轉(zhuǎn)，尤其在失重狀態(tài)下，內(nèi)淋巴運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)異常情況，會(huì)使人失去平衡感。在半規(guī)管附近有一套內(nèi)耳石器官，它也會(huì)根據(jù)地球引力發(fā)出運(yùn)動(dòng)信號(hào)，來(lái)平衡人的感覺(jué)。一旦進(jìn)入太空，在失重狀態(tài)下，內(nèi)耳石器官也會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。因?yàn)檫@些錯(cuò)誤的信息同視覺(jué)、聽覺(jué)、位置感官所發(fā)出的信息配合不當(dāng)，就會(huì)引發(fā)太空運(yùn)動(dòng)病。

太空運(yùn)動(dòng)病的病癥同一般的暈車、暈船、暈機(jī)所產(chǎn)生的病癥相似，如頭暈、出虛汗、惡心、嘔吐、瞳孔擴(kuò)大、換氣過(guò)度、焦急憂慮等。在一般情況下，發(fā)病率為1%；在大風(fēng)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?cè)诘孛嫔线M(jìn)行了多次模擬鍛煉，在飛行器中安裝了許多設(shè)施，但依然不可避免。1961年8月，蘇聯(lián)航天員季托夫首次報(bào)告患運(yùn)動(dòng)病的情況。直到阿波羅登月計(jì)劃的旱期飛行中，美國(guó)的航天員才首次報(bào)告出現(xiàn)一系列的嚴(yán)重病癥，被稱為“太空適應(yīng)綜合征”。而現(xiàn)代公認(rèn)的理論為“感官或中樞神經(jīng)失配理論”，這是由英國(guó)的生理學(xué)家里森提出的。他認(rèn)為，由于視覺(jué)、前庭感官、位置感官三者是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行協(xié)調(diào)配合的，一旦出現(xiàn)異常情況，三者配合不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)病。視覺(jué)和半規(guī)管比較容易適應(yīng)，但是內(nèi)耳石就比較困難，因?yàn)樵谑е貭顟B(tài)下失去了引力，內(nèi)耳石的功能也受到影響。前庭神經(jīng)系統(tǒng)要經(jīng)過(guò)2～4天的時(shí)間才能適應(yīng)微引力的影響，但是當(dāng)返回地球時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)病，該系統(tǒng)又要重新進(jìn)行調(diào)整，走路時(shí)表現(xiàn)為動(dòng)作失調(diào)、搖搖晃晃、不能保持平衡。如果在太空待的時(shí)間較長(zhǎng)，返回地球后，要花好幾個(gè)月才能陜復(fù)正常。對(duì)返回地球后位置感官所出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，科學(xué)家們認(rèn)為，過(guò)去可能嚴(yán)重地低估了它的作用及其重要性。

心血循環(huán)易調(diào)節(jié)

心血管系統(tǒng)向各人體組織供應(yīng)適當(dāng)?shù)难鯕夂推渌B(yǎng)料，同時(shí)清除新陳代謝中所產(chǎn)生的廢物。心臟是該系統(tǒng)的中心組成部分，而血管是運(yùn)輸血液的管道。

人體的一舉一動(dòng)，靜止或運(yùn)動(dòng)，都會(huì)影響心臟的功能。所以我們?cè)谶M(jìn)行各種劇烈運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目之前，必須做準(zhǔn)備活動(dòng)，加速血液循環(huán)，以適應(yīng)各部分的需要。久臥病床的病人，如果突然站立起來(lái)，就會(huì)由于腦部供血不足而暈倒。在飛向太空和返回地球過(guò)程中，人體都要經(jīng)受加速度或減速度的難關(guān)。當(dāng)脫離地球引力進(jìn)入太空后，由于環(huán)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(dòng)，約24小時(shí)后，其流速達(dá)到最高點(diǎn)，三四天后，停止上流，漸趨穩(wěn)定，這時(shí)上身各部分會(huì)出現(xiàn)浮腫現(xiàn)象。據(jù)估計(jì)，有1.5～2升的液體上流，下身雙腿明顯變細(xì)。所以在大型飛行器中，都會(huì)安裝“下身負(fù)壓裝置”，可減輕液體上流情況。

為了適應(yīng)新環(huán)境，心血管系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行一系列調(diào)整，總血流量有所減少，足夠維持在太空生存。通過(guò)測(cè)試，幸運(yùn)地證明，不管在太空還是在地面，心血管系統(tǒng)都能承受得住各種變化，不受在太空時(shí)間長(zhǎng)短的影響。

骨質(zhì)疏松病難治

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

肌肉是由幾十萬(wàn)個(gè)細(xì)胞或纖維組成，每個(gè)細(xì)胞或纖維包含1 000～2 000個(gè)有收縮性的肌纖維，由腦神經(jīng)控制其活動(dòng)。骨肌所產(chǎn)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(dòng)。同時(shí)，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(hù)人體內(nèi)部的軟組織。所以，地球的引力左右著肌骨所產(chǎn)生的機(jī)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(zhì)減少的程度直接同在太空失重狀態(tài)下逗留時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，因此，這對(duì)長(zhǎng)時(shí)間太空旅行的成敗是至關(guān)重要的。

骨骼礦物質(zhì)的減少主要在其內(nèi)部的格狀骨壁組織和骨膠原基質(zhì)。不幸的是，假如格狀骨壁組織僅部分被侵蝕，它能恢復(fù)原樣，但所需的時(shí)間與在太空逗留時(shí)間相同；如果該組織已被全部侵蝕，它就無(wú)法再恢復(fù)過(guò)來(lái)。

鈣的新陳代謝一般處于平衡狀態(tài)，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(tài)下，上述平衡被打破，出現(xiàn)鈣負(fù)平衡狀態(tài)。從尿中排出的鈣量急遽上升，在一個(gè)月內(nèi)，其排出量達(dá)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(gè)月，會(huì)得骨質(zhì)疏松病，在太空逗留1年，將損失全身鈣質(zhì)總量的20%左右。這種損失很可能是不可逆轉(zhuǎn)的。

現(xiàn)在去火星航行，來(lái)回將花侶—36個(gè)月的時(shí)間，因此科學(xué)家認(rèn)為，如果不能夠很好地解決這個(gè)問(wèn)題，還是不去為妙。