57歲、55歲,再上太空,是什么造就了中國航天員不老的健康密碼?
聶海勝57歲、劉伯明55歲、湯洪波46歲,兩位將軍、一位大校,這就是此次出征的神舟十二號飛行乘組。
在世界載人航天史上,可能還沒有軍銜如此之高的飛行乘組。
6月17日,神舟十二號航天員出征儀式在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心舉行。這是航天員聶海勝(中)、劉伯明(右)和湯洪波準備出征。新華社記者 李剛 攝
一億中國人,才可能出一名航天員。1998年選拔出的中國首批航天員共14名,2010年選拔的第二批航天員共7名,2020年選拔的預備航天員共18名——算上這一次,總共只有12名航天員執(zhí)行過任務。
中國首批14名航天員,8人夢圓太空,5人已卸甲離隊,還有一個鄧清明,如今已55歲,還在參加各種訓練,他是唯一一位沒有執(zhí)行過飛天任務,又仍在現(xiàn)役的首批航天員。
時隔5年,中國航天員再赴太空,這也是中國執(zhí)行的第7次載人航天飛行任務。
健康界梳理發(fā)現(xiàn),此次飛行乘組的平均年齡53歲,是7次任務飛行乘組中平均年齡最大的,此前6次任務,飛行乘組的平均年齡從來沒有超過44歲。
第一次載人航天飛行任務,是歷次任務中唯一一次飛行乘組為單人的,楊利偉時年38歲。
57歲的老將聶海勝,由此成為中國執(zhí)行飛天任務年紀最大的航天員,他曾在采訪中提及,人類太空飛行年齡最大的航天員,是77歲的美國人約翰·格倫。
聶海勝依舊是穿著一身深藍的航天服出征,不同的是飛行榮譽標一欄綴有兩顆星,代表著他已飛天兩次:2005年的「神六」和2013年的「神十」。
執(zhí)飛神十時,時年49歲的聶海勝就成為當時中國飛向太空的最年長航天員,這個記錄后來被在太空過50歲生日的景海鵬打破,但這一次,聶海勝又創(chuàng)造了新的記錄。
「他還能飛嗎?」人們曾對聶海勝有疑問。這已是聶海勝第二次成為中國飛向太空的最年長航天員。
「國外五六十歲的航天員多著呢!」聶海勝曾于2013年答道,他自1998年被選拔為航天員以來,各項體能訓練和特殊環(huán)境耐力訓練從未間斷。
1998年1月5日,第一批航天員在航天醫(yī)學工程研究所舉行宣誓儀式。
秋千、球類、蹦床、跳傘、滑冰、游泳、長跑、騎車、爬山等都是航天員的日常訓練項目。通過這些訓練,可提高神經(jīng)系統(tǒng)的靈活性,以及前庭器官平衡機能的穩(wěn)定性,提高心血管系統(tǒng),特別是心肌力量和舒縮機能,使人體在超重作用下能迅速調整血液的分配,返回地面后能迅速再適應。
由此,當聶海勝的同齡人經(jīng)歷著正常的生理衰退時,他的航天生理功能始終保持在優(yōu)良等級,骨骼代謝變化不大,出色的心肺和心血管功能更是讓普通人無法相比。
憑借著這樣的條件,當他的同齡人在進入退休倒數(shù)時,他還戰(zhàn)斗在前,帶領其他兩名同志,向中國航天員的在軌紀錄發(fā)起挑戰(zhàn),要一舉從現(xiàn)有的30天提高到90天以上。
那些翱翔太空的中年人
太空之旅殊不易,這是46歲的湯洪波首次執(zhí)行載人飛行任務。健康界梳理發(fā)現(xiàn),中國航天員首次執(zhí)行載人飛行任務的平均年齡為40歲,此前,僅有47歲的張曉光,比楊洪波的首次執(zhí)行任務年齡大。
放眼世界載人航天史,人們對航天員年紀的認識也有一個逐漸深化的過程。拓荒時代,航天員的年紀一度整體偏年輕,第一個進入太空的地球人、第一個看到地球全貌的前蘇聯(lián)航天員尤里·加加林,當時只有27歲。
而第一位進入太空的美國航天員艾倫·謝潑德,當時是37歲。而當他10年后再次飛向太空時,他已經(jīng)因為年齡,背負了沉重的輿論壓力。1971年,當阿波羅 14 號登陸月球時,他成了當時世界上飛向太空的最年長航天員。
為實現(xiàn)他在月球上行走的夢想,時年 47 歲的謝潑德不得不抵御對他年齡的批評,并克服困擾他職業(yè)生涯的健康狀況。在當時,官員們不確定,衰老過程可能會對任務期間的表現(xiàn)產生什么影響。
「我們被各種各樣的抨擊。首先,自 1961 年以來我沒有飛過任何東西,現(xiàn)在是 10 年之后,而這兩個和我在一起的人以前根本沒有飛過,所以他們叫我們三個「菜鳥」?!怪x潑德曾對BBC回憶與他年齡有關的問題,「我們不得不忍受這一點。然后每個人都說:那個老人不應該在月球上?!?/p>
可這樣的「衰老唱衰論」并不久矣。隨著航天事業(yè)的發(fā)展和相關科學研究的深入,在選拔飛行乘組時,航天員的年紀越來越被放到次要的因素考慮,標志性事件是出現(xiàn)人類歷史上年齡最大的航天員——美國人約翰·格倫于1998年進入太空時,已經(jīng)77歲高齡。
這也跟航天員的選拔條件有關。據(jù)軍事專家科羅廖夫分析,世界上的航天員,大多是從空軍殲擊機飛行員千里挑一選拔出來的,具有高度的飛行經(jīng)驗和工科技術水平。如美國選拔職業(yè)航天員的標準,首先是必須要有本科學位,專業(yè)是工程、物理和數(shù)學三大類,學位越高越好,還得至少有1000小時噴氣戰(zhàn)斗機的飛行經(jīng)驗,如果是試飛員則更理想。
一般飛行員飛滿1000小時的時候,年齡普遍在30歲以上,再經(jīng)過數(shù)年的航天員培訓,所以美國首批航天員進入太空的年齡都在40歲左右。
中國選拔航天員的條件是,身高160到172厘米,體重55到70公斤,年齡25到35周歲,現(xiàn)役殲擊機、強擊機飛行員,累計飛行600小時以上。如果按照每年150小時飛行時間,再加上航校學習時間,達到這個要求的大多數(shù)是30歲左右的飛行員。
他們是真正的萬里挑一。據(jù)報道,1995年中國招收第一批航天員,符合基本條件的有1506人,首輪詳細調查篩掉近一半,剩下886人進入初選,然后對他們的家人進行常規(guī)體檢并接受家族病史調查,又淘汰了90%,初選確定97人合格。在經(jīng)過專家仔細評定,只剩下60人送到北京空軍總醫(yī)院,接受100多項臨床醫(yī)學檢查,最終確定了首批14名航天員入選名單。
「載人航天是中年人的事業(yè)。」科羅廖夫撰文稱,他認為,一般來說成年人到40歲的時候,他的身體生理、知識儲備、性格情商、心理穩(wěn)定性、人生閱歷、團隊精神等等都能達到人生的巔峰狀態(tài),他們有較高的社會地位、體面的收入、有家庭,在心理健康和專業(yè)素質上都達到了最成熟的程度,也是最適合航天員進入太空的年齡。
50歲為何像35歲?
神舟十二號發(fā)射成功那一刻,太空艙內,聶海勝打開航天面罩,對著鏡頭憨笑了一下,比了個「耶」的手勢。
而在聶海勝的家鄉(xiāng)湖北棗陽楊垱鎮(zhèn)的一座影劇院,通過新京報記者拍攝的現(xiàn)場視頻可以看到,隨著發(fā)射成功的消息傳來,禮堂里近兩百人站起,高舉雙手,揮舞著手里的小國旗。
坐在第一排中間的聶海勝三姐妹,扭頭看看周邊人的動作,才緩慢地也跟著站起慶祝。
6月17日,聶海勝家鄉(xiāng)的人民慶祝神舟十二號發(fā)射成功。(前排左一為聶海勝的四姐聶愛云,左二為妹妹聶海鳳,左三為三姐聶道枝。) 新京報記者 周思雅 攝
發(fā)射成功只是任務勝利的第一步,超重、震動、噪聲、失重、旋轉沖擊等多種環(huán)境,都是航天員在接下來的載人飛行中要經(jīng)歷的,只有健康的體魄和足夠的體能儲備,才能耐受和適應這些環(huán)境因素,完成艱巨的操控任務。
有著「航天員女教頭」之稱的中國載人航天工程航天員系統(tǒng)總設計師黃偉芬,在接受中青報采訪時說,在選拔時,他們加大了對臨床潛在問題的排查,增加了高空減壓病易感性的檢查。
此次神舟十二號任務,計劃執(zhí)行兩次連續(xù)的出艙任務,一次作業(yè)可能6個小時左右,間隔時間也很短。黃偉芬特別強調,出艙活動對航天員的上肢力量也有了更高的要求。
「人被包裹在加壓后的訓練服里,沒有著力點,每一次‘舉手投足’都非常吃力?!乖诔稣髑暗挠浾咭娒鏁?,劉伯明這么描述他在模擬失重出艙活動訓練時的感受。盡管經(jīng)歷過神舟七號時的訓練,劉伯明仍然感到有一些吃力,因為這一次的訓練在時長、難度和工作量上都增加了數(shù)倍,「每次訓練完,困得吃不下飯,只想睡覺?!?/p>
航天員的訓練可以說是殘酷的,這樣「拼命」的生活,航天員要堅持十幾年,甚至幾十年。
劉伯明父親劉志生曾在北京航天城看過兒子訓練,在臥床訓練中,連續(xù)幾天24小時頭朝下仰臥在-6度的床上。有一項訓練是在高速運轉的離心機中進行,當劉旺的母親從顯示屏上看到,兒子的臉部肌肉被甩得嚴重變形時,老人家實在受不了了,老人一邊流淚一邊不停地擺手說:「不看了,不看了!真的看不下去了?!?/p>
訓練不僅會挑戰(zhàn)人體的極限,也是重復和枯燥的。聶海勝回憶過,所有的訓練內容,他們都反復做過多次,沒有一點新鮮感,「時間一長,我不禁有些煩躁。但是,利偉執(zhí)行任務返回后,跟我講的一個細節(jié),讓我加深了對訓練的認識。」
楊利偉說,他剛剛進入軌道的時候,感到是頭朝下、腳朝上,整個人是倒立著。
這是失重狀態(tài)下人的一種錯覺,楊利偉適應太空的能力確實很強,很快就把這種錯覺糾正了?!溉绻@種錯覺總不能糾正過來,一些操作就要發(fā)生混亂??磥恚柧毷潜匾?,也是沒有止境的?!箲?zhàn)友的這段經(jīng)歷,讓聶海勝由此感悟。
對于劉伯明和聶海勝來說,曾執(zhí)行過任務,并不意味著有比其他戰(zhàn)友更大的優(yōu)勢,每次新任務的選拔,他們都得重新歸零,和戰(zhàn)友站在同一起跑線上比拼。這對中國首批航天員聶海勝來說尤其如此,他面臨的競爭,不但來自同批戰(zhàn)友,還有比他年紀更小的第二批航天員。神舟十號時,時年49歲的聶海勝,與47歲的張曉光、33歲的王亞平共同組成乘組,王亞平就是第二批航天員。
「盡管聶海勝在神九任務中落選,但任務以來,他對自己要求依然很嚴,基本沒出去應酬過。這兩年多,家里的親戚和家鄉(xiāng)的父母官可能都因此「得罪」不少?!孤櫤倨拮勇櫧萘?,曾在2015年這么描述丈夫「對身體一直在意」。
「因為任務,他要減重?!孤櫧萘栈貞?,神九時,時年48歲的聶海勝沒選上,他就帶著妻子去爬山,每周六都去,每次都是五點多起床,六點多登山,一直爬到中午。
「雖然有時我也吃不消,但也能理解他的心情。」聶捷琳說,她也是一名軍人,在北京航天醫(yī)學工程研究所從事微生物研究。
34歲接受航天員選拔時,聶海勝的體重曾稍稍有點超標。那時候,如何幫他「減重」,成為整個家庭關注的課題。
航天員在訓練中身體消耗很大,不吃東西不行,吃不好也不行。如何減重?只有加大運動量。
于是,在航天城,時不時就能看到聶海勝全家在公路上跑步。
平時聶海勝住在航天員公寓,離家屬樓500米,雙休日才能回一趟家?;丶业哪莾商?,一到晚飯后,聶捷琳就動員女兒女兒聶天翔陪父親去廣場轉圈散步,不轉上兩小時不回來。
飲食上,那兩天她就瞄著豆制品往家買,最多是買點牛肉,高脂肪的食品堅決不買。以至于女兒常常抱怨:「爸爸一回家我就沒好吃的了?!?/p>
在全家的努力下,聶海勝把體重減了5公斤,并一直保持著67公斤的標準。
為了不得「航天運動病」
從1961年加加林第一次乘坐飛船進入太空以來,截至2019年4月,人類已有超過560人具有太空飛行的經(jīng)歷。
人類的心臟、骨骼和肌肉,是為了適應地球環(huán)境而生的。而航天飛行中的長期失重和輻射環(huán)境,對人體的心血管等功能的影響累積效應顯著增加,影響任務的執(zhí)行,甚至危害生命健康。
由于不再需要克服重力將血液送入大腦,航天員的心血管系統(tǒng)并不需要像在地球上那么賣力地工作。心臟也不需要像地球上那么強勁有力地跳動,「心臟的形狀也變小了?!姑绹鴩姨丈镝t(yī)學研究所首席科學家格雷厄姆·斯科特說,航天員在國際太空站受到的輻射量是地球上的20倍,如果前往火星,輻射量可能是地球的幾百倍,因此,有人擔心,輻射會導致冠心病發(fā)作或惡化。
在地球上,重力作用于人體產生沿人體縱軸的壓力,使骨骼肌肉存在機械力的作用。然而在航天飛行和模擬微重力條件下,人體縱向的壓力變得很小甚至消失。因此,會出現(xiàn)骨骼的骨質流失,肌肉萎縮的狀況。北京航天總醫(yī)院的邢堃、康程曾撰文介紹,重力變化是航天員航天飛行中骨質疏松、飛行后立位耐力不良發(fā)生的直接原因,也是航天員心血管失調的主要致病因素。
在太空中,航天員長期不再需要站立、行走或舉起重物,肌肉和骨架「閑置」,肌肉會逐漸萎縮,鈣、磷、鎂等微量元素也會因骨質對其需求減少而從尿液中流失。因此,航天員重新回到地球,就極其容易發(fā)生骨折,這些癥狀都可歸入「航天運動病」。
據(jù)中國新聞周刊報道,前蘇聯(lián)對執(zhí)行「上升」計劃的5名航天員和執(zhí)行「聯(lián)盟」計劃的22名航天員的統(tǒng)計,患航天運動病的分別占40%和40.9%。美國在執(zhí)行阿波羅登月計劃時,15名第一次飛行的航天員中患航天運動病的占40%。
對抗航天運動病癥,最有效的辦法是加強體育鍛煉,以減輕低重力對骨骼和肌肉的負面影響。
運動類型的演變:從地球到太空配置的跑步、劃船和騎自行車。宇航員 Jerry Linenger在 STS-64(1994)期間跑步,宇航員 Robert Cabana 在 STS-53(1992)上劃船,宇航員Catherine Coleman 在 STS-73(1995)上騎自行車。
斯科特說,國際太空站上設有特殊鍛煉器材,航天員用彈性束帶把自己的腰部和胸部固定在跑步機、自行車上,只有腿可以動,不然,跑著跑著,人會飄起來。據(jù)報道,美國航天員斯科特·凱利2015年至2016年在太空待了創(chuàng)紀錄的340天,他在跑步機上跑了1000多公里,鍛煉時間超過700小時,這讓他雖然將近一年沒用雙腿走路了,但重返地球時身材依然很棒。
值得一提的是,供此次航天員飲食、休息、鍛煉的活動場所——天和核心艙內配備有太空跑臺、太空自行車。
中國航天員科研訓練中心的趙東明、王永生曾撰文介紹過國際空間站俄羅斯艙段航天員健康維護系統(tǒng)。根據(jù)俄羅斯預防系統(tǒng),航天員在空間站中,體能訓練每天進行2次,共計2.5小時。
4天為1個小周期,包括3天的負荷訓練日和1天的主動休息日。1個周期內在跑步機上每天的運動負荷程度為3000到4500米,負荷能量每日為380到580卡路里。
太空飛行中體能訓練重要的特點是,訓練強度大、具有間隔性和明確的方向性,堅持進行軸向靜態(tài)練習(訓練負荷服)、動態(tài)練習(走步、跑步、跳躍、力量訓練)及慣性沖擊練習。
1個小周期的第一天訓練,包括走步和速度為時速為5到6公里的慢跑,與此同時間隔進行時速為12到14公里的快跑,時間為1分鐘。在第一天訓練時,心率平均為140~160次/分鐘,高峰時達到180次/分鐘以上。
第二天訓練主要是為保持力量耐力。這一天,50%以上的訓練是在跑步機傳送帶被動運動狀態(tài)下完成,也就是利用航天員腿部力量來移動傳送帶。
第三天的運動結構基礎是速度為時速13公里的跑步,間隔時間相對較長(4~6分鐘),這有利于組織內耗氧指標的穩(wěn)定,并有利于增加供血量(乏氧狀態(tài))。
第四天,航天員進行選擇性訓練或完全休息。
中國航天技術的發(fā)展,也為越來越完善的太空運動方案創(chuàng)造了條件。2008年發(fā)射的神舟七號,艙內活動空間僅7立方米;2011年發(fā)射的天宮一號,提供給航天員的艙內活動空間為15立方米,可以滿足3名航天員同時在軌工作和生活的需要,相比以前有了較大提升,但是依然比較局促。
而目前中國開始建造的空間站,設計師們?yōu)楹教靻T預留了相對充裕的生活環(huán)境,艙內活動空間提升到了整站110立方米。
從「筒子間」搬進了「大平層」,有了更多的運動方案,意味著中國航天員的健康和職業(yè)生涯有了更堅實的保障,接下來他們該想著,是回到地球之后,怎么重新適應地球,以及準備下一次任務。
美國航天員斯科特·凱利在太空中呆了340天后,重返地球時發(fā)現(xiàn)長高了5厘米,這是因為太空失重狀態(tài)導致脊柱拉長。
但這只是暫時的現(xiàn)象,航天員回到地球之后,身高會慢慢恢復「正?!沟臄?shù)值。但重新適應重力的過程中,可能會出現(xiàn)身體平衡問題,「站立、走路或開車等簡單的動作也做不好」,斯科特說。
斯科特·凱利2010年至2011年曾在太空待了159天,而在2016年340天的太空之旅結束后,落地時他感覺比上次好多了。
不過,勝利感是短暫的。這次,他的肌肉和關節(jié)疼痛更為明顯,皮膚接觸物體表面有「灼燒感」,坐、立、睡都感覺不舒服。
「適應太空比適應地球容易?!顾箍铺亍P利說,航天員在返回地球后,習慣性地以為物體會失重飛行,東西經(jīng)常掉在地上。他倒是沒有摔過什么,但他把東西扔向桌子會失去準頭——本來就不咋樣的投籃技術,從太空回來后,變得更糟糕了。
參考資料:
趙東明:《「國際空間站」航天員健康維護系統(tǒng)的發(fā)展》.國際太空.2015年6月25日
宋堯、劉新麗:《未來商業(yè)航天計劃框架內非職業(yè)航天員的體能訓練特點 》 .載人航天信息. 2019年第5期P14-20
彭丹妮:《建空間站!剛剛,三名中國航天員奔赴太空》 .中國新聞周刊.2021年6月17日
單樸、鄧宇橙、崔慧瑩:《50歲的將軍景海鵬為何能成為中國第一位三進太空的航天員?》.每日人物.2016年10月16日
科羅廖夫:《神舟十二號三名航天員,都是60和70后,為何不用80和90后年輕人?》.科羅廖夫 .2021年6月17日
邱晨輝:《航天員系統(tǒng)總師釋疑:飛天再出征,為啥是他們仨?》.中國青年報客戶端2021年06月16日
《航天員返回地球身體神奇變化:你能Hold得住嗎?》.南方都市報.2016年3月6日
邢堃 康程:《太空中的人體挑戰(zhàn)》.知識就是力量.2021年4月16日
王憲章:《長期航天飛行時航天員心血管系統(tǒng)機能狀態(tài)》.載人航天信息.2004年 第3期
許欣、王憲章:《長期航天飛行中航天員心血管機能狀態(tài)的分析與評價》.載人航天信息.2004年 第4期
李廣標、王愛華:《美國航天員體質訓練》. 載人航天信息.1999年 第5期
江一帆、喬兵、趙穎:《航天員低重力運動模擬訓練方法與研究綜述》.載人航天. 2018年 第2期
趙東明、王永生:《“國際空間站”航天員健康維護系統(tǒng)的發(fā)展》.國際太空.2015年 第6期
來源:健康界
作者:章北海
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網(wǎng)址: 57歲、55歲,再上太空,是什么造就了中國航天員不老的健康密碼? http://www.u1s5d6.cn/newsview946166.html
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