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滯留太空的美國宇航員終于要回家了,但長時間待在太空會對健康產(chǎn)生什么影響?

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2025年05月17日 03:52

圖片(英媒3月16日報道)

經(jīng)驗豐富的宇航員蘇尼塔·“蘇尼”·威廉姆斯和指揮官巴里·“布奇”·威爾莫爾于2024年6月抵達國際空間站(ISS),本以為這只是一次為期八天的常規(guī)停留。

他們沒想到自己會在太空中滯留九個月,因為將他們送到那里的波音公司新型“星際客機”出現(xiàn)了多個技術問題,使得返程飛行風險過高。

他們終于要在未來幾天內(nèi)回家了,搭乘的是SpaceX的飛船,該飛船將把他們降落在佛羅里達州。但他們?yōu)楹螘羧绱酥茫L時間待在太空又會產(chǎn)生什么影響呢?

他們是如何滯留的?

威廉姆斯女士和威爾莫爾先生于去年6月5日搭乘“星際客機”首次載人任務升空。此次任務的主要目的是測試這艘飛船,它被視為SpaceX“龍”飛船的關鍵替代品,而“龍”飛船目前是美國、歐洲、加拿大和日本宇航員往返國際空間站的唯一航天器。

他們安全抵達了,但太空艙出現(xiàn)了五個氦氣泄漏、五個失效的機動推進器和一個未能完全關閉的推進劑閥門。

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在接下來的幾周里,波音公司和美國宇航局在太空和地面上使用“星際客機”復制品進行了一系列測試,試圖解決飛船面臨的問題。甚至在8月,波音公司仍堅稱,他們有信心讓這艘耗資約50億美元(美國宇航局合同金額)開發(fā)的“星際客機”安全帶回宇航員。

但美國宇航局和波音公司最終都認為風險太大,因此“星際客機”于去年9月無人返回地球,將威廉姆斯女士和威爾莫爾先生留在了國際空間站。他們并不孤單,因為美國宇航局宇航員尼克·黑格和俄羅斯宇航員亞歷山大·戈爾布諾夫于9月加入了他們在國際空間站的行列。

他們?nèi)绾畏祷??為何耗時如此之久?

黑格先生和戈爾布諾夫先生乘坐SpaceX“龍”飛船抵達,該飛船有四個座位,其中兩個為他們準備,另外兩個則預留給威廉姆斯女士和威爾莫爾先生返程時使用。

他們計劃乘坐SpaceX飛船離開國際空間站并返回地球,在佛羅里達州海岸附近降落,屆時一艘回收船將接走宇航員,再用直升機將他們送回岸邊。

但他們此行并非僅僅為了接回滯留的兩人并帶他們回家。他們的行程是在威廉姆斯女士和威爾莫爾先生滯留之前就已計劃好的,作為美國宇航局SpaceX第9次載人飛行任務的一部分,旨在在國際空間站上進行科學實驗和技術演示。

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原本由四名宇航員組成的第9次載人飛行任務縮減了一半,以便為威廉姆斯女士和威爾莫爾先生騰出返程座位。但兩人并未立即回家,而是同意加入第9次載人飛行任務為期六個月的任務,直至2月。

然后,在12月,由于原定要接他們回家的SpaceX火箭出現(xiàn)問題,他們原定于2月的返回計劃再次推遲。

現(xiàn)在,國際空間站上的四名宇航員正在等待新的四人機組,美國宇航局SpaceX第10次載人飛行任務的到來,以便在乘坐另一艘SpaceX飛船離開前交接。

第10次載人飛行任務的宇航員們正在途中,如果一切順利,在威廉姆斯、威爾莫爾、黑格和戈爾布諾夫回家之前,兩組宇航員之間將有一個簡短的交接期。

太空旅行對身體有什么影響?

人類經(jīng)過數(shù)百萬年的進化,已經(jīng)完美適應了地球上的生活,因此在太空中,沒有重力、沒有陽光、輻射水平不同,對身體構成了真正的挑戰(zhàn)。

宇航員在太空中面臨的主要危害如下:

太空輻射:與地球不同,宇航員在太空中會暴露在高能輻射下,因為地球的大氣層和行星磁場提供了防護。

專家表示,這可能導致DNA損傷、癌癥風險增加、神經(jīng)退行性病變、心血管問題以及免疫系統(tǒng)失調(diào)。

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對于國際空間站上的宇航員來說,好消息是地球的磁層,受行星磁場主導的空間區(qū)域,提供了一定的保護,因為他們距離地球相對較近,只有250英里。

但當宇航員前往更遠的地方,比如前往月球的任務,月球距離地球約238,855英里,他們會經(jīng)歷更高的輻射劑量。

微重力影響:在國際空間站上漂浮可能看起來很有趣,但重力在調(diào)節(jié)身體功能方面起著關鍵作用,其缺失會對人類健康產(chǎn)生負面影響,專家表示。由于身體沒有受到在地球上習慣的作用力,這會對宇航員產(chǎn)生兩種特別令人擔憂的影響。

首先,他們會出現(xiàn)骨密度下降,即骨骼變得更脆弱。根據(jù)美國宇航局的數(shù)據(jù),如果不采取預防措施,宇航員在太空中每待一個月,承重骨的密度就會降低約1%。

他們在太空中還會出現(xiàn)肌肉萎縮,即肌肉組織的消耗或變薄。骨密度下降和肌肉萎縮在地球上也會因正常衰老、不活躍的生活方式和疾病而發(fā)生,它們可能導致因跌倒、骨質(zhì)疏松而嚴重受傷,或引發(fā)其他醫(yī)療問題。

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缺乏重力還會導致體液向上移動,導致面部腫脹和顱內(nèi)壓升高,這會影響視力。頭痛也是太空中的常見問題。去年發(fā)表的一項研究發(fā)現(xiàn),在24名接受調(diào)查的宇航員中,有22人在太空停留長達26周期間經(jīng)常頭痛。

太空旅行對心理有什么影響?

生活在封閉和孤立的空間中,社交互動有限,已知會影響人們的心理健康,而宇航員在離開地球時就接受了這些條件。

匹茲堡大學太空生物醫(yī)學中心主任阿夫欣·貝赫什提表示,這可能導致宇航員出現(xiàn)壓力、睡眠障礙、認知能力下降和情緒障礙。

遠離朋友和家人也必然會影響宇航員,尤其是考慮到他們離家如此遙遠。威爾莫爾先生和威廉姆斯女士在國際空間站的新聞發(fā)布會上經(jīng)常談到想念親人,表示他們迫不及待地想回到親人身邊。

太空旅行有長期影響嗎?

由于只有約700人曾去過太空,因此數(shù)據(jù)很難獲取。但迄今為止的研究表明,大多數(shù)在太空中待過一段時間的宇航員,其身體從太空生物效應中恢復的程度與他們在太空中停留的時間成正比。

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例如,如果他們在太空中待了五個月,那么大約需要相同的時間才能從太空的大部分影響中完全恢復。

然而,一些問題可能會持續(xù)存在。2022年發(fā)表的一項研究記錄了17名在國際空間站執(zhí)行任務的宇航員(平均任務時長約五個半月)的骨量流失情況。

研究顯示,返回一年后,這些宇航員的脛骨(小腿骨之一)骨密度平均降低了2.1%,骨強度降低了1.3%。

研究表明,由于微重力引起的體液轉移和顱內(nèi)壓變化影響眼睛,一些宇航員可能會出現(xiàn)持久的視力障礙。這通常是由于一種被稱為太空飛行相關神經(jīng)-眼部綜合征(SANS)的病癥。

對于那些只在近地軌道進行短期任務、為期幾天的宇航員來說,約95%的生物損傷在返回后似乎都得到了逆轉。

美國宇航局宇航員弗蘭克·魯比奧于2023年從為期371天的太空旅行中返回,他透露了宇航員在長時間離開后如何重新融入生活。

與威廉姆斯和威爾莫爾類似,魯比奧的六個月任務最終因返回艙受損而延長了一年多。返回近四個月后,這位美國宇航員告訴《時代》雜志:“返回后的頭兩三個月真的專注于恢復,就是重新融入地球生活、家庭,然后還要恢復身體。你適應太空生活的速度非???,但不幸的是,重新適應地球生活的過程有時可能會更長、更困難。我認為,這只是因為地球上的重力和其他作用力對你的身體影響更強?!?/p>

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針對負面影響采取了哪些措施?

研究人員表示,需要更多數(shù)據(jù)來充分了解太空旅行的風險,并希望最終能夠為宇航員制定個性化的風險評估和緩解策略,同時考慮他們的健康狀況和所執(zhí)行的任務類型。

他們說,我們對太空飛行如何長期影響人類的知識存在空白,其影響,尤其是涉及肺功能、癌癥風險和細胞損傷等嚴重后果時,是一個活躍的研究領域。

科學家們還表示,他們?nèi)狈μ諑淼乃猩鲜鎏魬?zhàn)如何影響認知功能、心理健康和神經(jīng)可塑性(大腦改變和適應的能力)在長時間內(nèi)的全面理解。

但美國國家航空航天局(NASA)一直在圍繞其宇航員進行實驗和研究,其中大部分工作都集中在如何改善太空體驗并預防盡可能多的副作用上。

例如,NASA正在開發(fā)新的輻射探測器來監(jiān)測宇航員的輻射暴露情況,以及先進的材料來提高未來任務的輻射防護能力。

國際空間站(ISS)上還有獨特的運動設備,以幫助抵消微重力的影響,大量研究也集中在確定飲食、運動和藥物的正確組合,以在任務期間和返回地球后保持宇航員的健康。

NASA還研究在孤立和封閉環(huán)境中的人員,以調(diào)查如何最好地保護宇航員免受心理健康挑戰(zhàn),并定期評估工作人員。

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所有關于宇航員的實驗和研究都旨在解決當前國際空間站工作人員的潛在健康問題,但它們也很大程度上著眼于更艱巨的月球任務,并最終是火星任務,在那里,太空的所有風險都將被放大。

被困宇航員的情況如何?

威爾莫爾和威廉姆斯可能原本只預期在國際空間站進行短暫訪問,但在新聞發(fā)布會上,他們堅稱,如果任務需要,他們已經(jīng)為更長時間的停留做好了充分準備。

這兩位都是太空資深人員,都曾執(zhí)行過另外兩次飛行任務,且未報告任何健康問題。

去年11月,NASA分享了一張威廉姆斯的照片,引發(fā)了一些人對她健康的擔憂,一些公眾成員表示,她看起來像是體重減輕了很多。

這位59歲的女士在新英格蘭體育網(wǎng)絡俱樂部兒童秀的視頻采訪中回應了這些評論,稱她所謂的體重減輕只是“謠言”。

她補充說,她外貌上的任何變化都是由于缺乏重力導致的“體液轉移”。她說自己很健康,并使用NASA的彈簧式質(zhì)量測量裝置稱了體重,與離開地球時相同。

她補充說,由于為保持身材所做的所有鍛煉,她的肌肉增加了。“我的大腿變粗了一點,我的臀部也變大了一點,我們做了很多深蹲?!?/p>

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這對宇航員在整個停留期間都表示,他們的精神狀態(tài)良好,堅稱自己“沒有孤獨感”,也不覺得被遺棄了。

威廉姆斯在1月份說,“最終我們想回家,”“我們不久前離開了家人。但我們在上面還有很多事情要做,在走之前必須完成這些任務?!?/p>

然后,她稱空間站是她的“快樂之地”。

他們在上面做了什么?

首先,他們在356英尺長的國際空間站上過著典型的太空居民生活??臻g站有自己的制氧系統(tǒng),大約50%的二氧化碳廢氣中的氧氣被回收。

至于水,空間站有一個將尿液轉化為飲用水的回收系統(tǒng),該系統(tǒng)的一部分還能捕獲宇航員呼吸和汗液釋放到艙內(nèi)空氣中的水分。空間站上總是儲備著大量的食物,但自他們?nèi)ツ陮右詠恚呀?jīng)多次運送物資。

你可以通過閱讀去年的這篇文章,了解更多關于他們在國際空間站的日常生活,包括他們在失重狀態(tài)下如何睡覺和上廁所等細節(jié)。

但這對宇航員并沒有把所有時間都花在凝視地球上,他們像空間站上的所有宇航員一樣,一直在努力工作。

據(jù)NASA稱,他們與第九乘組的其他成員一起,在停留期間完成了超過900小時的研究,涉及150多個“獨特的科學實驗和技術演示”。

乘組的一些最顯著的工作是在國際空間站外完成的,威廉姆斯和威爾莫爾在1月份一起進行了太空行走,幫助修復了研究中子星和其他宇宙現(xiàn)象的中子星內(nèi)部組成探測器(NICER)望遠鏡。

這是自去年夏天一次因宇航員宇航服冷卻回路漏水而中止的太空行走以來,NASA宇航員首次進行的太空行走。

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