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2025-03-18 11:00:00閱讀時(shí)長(zhǎng)5分鐘2034字

太空旅行宇航員健康太空輻射微重力隔離和心理壓力返回地球恢復(fù)低磁場(chǎng)影響知識(shí)空白太空生育近期研究

華盛頓 - 人類的身體并不是為太空飛行而設(shè)計(jì)的，因?yàn)樘罩械奈⒅亓Νh(huán)境、高能輻射暴露以及其他問(wèn)題都會(huì)對(duì)人體造成許多生理變化，從而影響宇航員的健康。

這個(gè)問(wèn)題在最近一次任務(wù)中再次引起關(guān)注。這次任務(wù)是為了將被困在國(guó)際空間站長(zhǎng)達(dá)九個(gè)月的宇航員巴奇·威爾莫爾和蘇尼·威廉姆斯送回地球。以下是關(guān)于太空旅行對(duì)人體健康影響的一些解釋。

為什么太空旅行對(duì)身體有挑戰(zhàn)？

人類的身體經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年的進(jìn)化，已經(jīng)適應(yīng)了地球的環(huán)境，包括其重力、大氣成分和相對(duì)較低的輻射水平。

太空旅行使人們暴露在一個(gè)完全不同的環(huán)境中，特別是在長(zhǎng)時(shí)間暴露的情況下，會(huì)帶來(lái)一系列生理和心理上的挑戰(zhàn)。根據(jù)匹茲堡大學(xué)空間生物醫(yī)學(xué)中心主任阿夫辛·貝赫什蒂博士的說(shuō)法，這些挑戰(zhàn)尤為突出。

根據(jù)紐約威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院教授克里斯·梅森的說(shuō)法，隨著研究人員尋求新的對(duì)策來(lái)保護(hù)太空旅行者，需要更多關(guān)于不同健康背景的宇航員在不同類型的太空任務(wù)中所經(jīng)歷的數(shù)據(jù)，以便繪制出個(gè)性化的風(fēng)險(xiǎn)概況和緩解策略。

太空輻射的危害是什么？

與地球上由大氣層和行星磁場(chǎng)提供的屏蔽作用不同，宇航員在太空中會(huì)暴露于高能宇宙輻射。這可能導(dǎo)致DNA損傷、增加癌癥風(fēng)險(xiǎn)、神經(jīng)退行性疾病、心血管問(wèn)題和免疫系統(tǒng)失調(diào)。

地球的磁層——即受行星磁場(chǎng)主導(dǎo)的空間區(qū)域——為在低地球軌道上執(zhí)行任務(wù)的宇航員提供了一些保護(hù)。但對(duì)于前往月球或火星等更遠(yuǎn)目的地的宇航員來(lái)說(shuō)，他們將面臨更高的輻射劑量。

微重力的影響是什么？

重力在調(diào)節(jié)身體功能方面起著關(guān)鍵作用。根據(jù)貝赫什蒂博士的說(shuō)法，缺乏重力會(huì)觸發(fā)廣泛的生理適應(yīng)。

在沒(méi)有重力的情況下，體液會(huì)向上移動(dòng)，導(dǎo)致面部腫脹和顱內(nèi)壓力增加，進(jìn)而影響視力。由于缺乏重力帶來(lái)的機(jī)械負(fù)荷，骨骼和肌肉會(huì)出現(xiàn)骨密度損失和肌肉萎縮。

此外，心血管系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生重大變化，包括返回地球后難以調(diào)節(jié)血壓。長(zhǎng)時(shí)間暴露在微重力條件下還會(huì)對(duì)前庭功能（內(nèi)耳感知運(yùn)動(dòng)和方向的能力）產(chǎn)生影響，可能導(dǎo)致平衡和協(xié)調(diào)問(wèn)題。

隔離和心理壓力怎么辦？

長(zhǎng)時(shí)間的太空任務(wù)要求宇航員生活在封閉且孤立的環(huán)境中，社交互動(dòng)有限，自然刺激也較少。據(jù)貝赫什蒂博士稱，這可能會(huì)導(dǎo)致心理壓力、睡眠障礙、認(rèn)知能力下降和情緒障礙。

在空間站或其他未來(lái)前往火星等地的長(zhǎng)途任務(wù)中，長(zhǎng)時(shí)間的隔離和近距離生活可能會(huì)加劇人際沖突，進(jìn)一步影響心理健康和任務(wù)表現(xiàn)。

返回地球后會(huì)發(fā)生什么？

宇航員返回地球后的恢復(fù)情況很大程度上取決于任務(wù)的持續(xù)時(shí)間。對(duì)于在低地球軌道進(jìn)行幾天的短期任務(wù)，大約95%的生物損害在返回后可以逆轉(zhuǎn)。

對(duì)于在國(guó)際空間站（ISS）上度過(guò)幾個(gè)月的宇航員來(lái)說(shuō)，恢復(fù)程度似乎與其在太空的時(shí)間成正比。

許多生理系統(tǒng)逐漸恢復(fù)正常，但有些問(wèn)題仍然存在。例如，與太空飛行相關(guān)的神經(jīng)眼綜合癥（SANS）會(huì)導(dǎo)致視力受損，這是由于微重力引起的體液轉(zhuǎn)移和顱內(nèi)壓力變化對(duì)眼睛的影響。研究表明，細(xì)胞內(nèi)的線粒體功能障礙在SANS中起著一定作用。一些宇航員可能會(huì)出現(xiàn)持久的視力損傷，需要佩戴矯正鏡片。

關(guān)于長(zhǎng)時(shí)間深空任務(wù)的影響，宇航員將面臨更高的太空輻射和長(zhǎng)時(shí)間的微重力環(huán)境。如果沒(méi)有有效的對(duì)策，恢復(fù)可能會(huì)變得困難。研究人員正在積極開發(fā)基于線粒體的對(duì)策，以減輕太空引發(fā)的損害。

低磁場(chǎng)的影響

新興證據(jù)表明，低地球軌道中存在的低磁場(chǎng)可能對(duì)健康構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。

在地球上，人們不斷暴露在地磁場(chǎng)中，其強(qiáng)度遠(yuǎn)高于太空中的磁場(chǎng)。最近的研究表明，像太空這樣的極低磁場(chǎng)環(huán)境可能會(huì)影響細(xì)胞和分子層面的生物過(guò)程。這有可能影響晝夜節(jié)律（每天周期的變化）、細(xì)胞修復(fù)機(jī)制和神經(jīng)系統(tǒng)功能。

我們還缺少哪些知識(shí)？

關(guān)于太空飛行如何影響人類健康的理解仍存在許多空白。相對(duì)而言，我們對(duì)它如何影響肺功能知之甚少。

雖然已知太空輻射會(huì)增加癌癥風(fēng)險(xiǎn)、加速衰老并誘導(dǎo)細(xì)胞損傷，但具體的生物學(xué)機(jī)制仍不清楚。

研究顯示，線粒體在太空飛行引起的健康效應(yīng)中起著核心作用。然而，線粒體在太空中的適應(yīng)和功能障礙的具體機(jī)制仍然是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。

科學(xué)家們還缺乏對(duì)長(zhǎng)時(shí)間微重力、輻射暴露和隔離如何影響認(rèn)知功能、心理健康和神經(jīng)可塑性（大腦改變和適應(yīng)的能力）的全面理解。

在太空中生育的問(wèn)題

另一個(gè)重要的知識(shí)空白是如何太空飛行影響人類的生殖和胎兒發(fā)育。根據(jù)貝赫什蒂博士的說(shuō)法，關(guān)于太空中的生殖健康的研究非常有限，主要涉及動(dòng)物如小鼠。人類生育能力、胚胎發(fā)育和長(zhǎng)期太空居住跨越幾代人的完整影響仍然未知。這一點(diǎn)在人類考慮未來(lái)的太空殖民努力時(shí)尤為重要。

最近的研究顯示了什么？

2024年的一項(xiàng)研究詳細(xì)描述了參與SpaceX 2021年Inspiration4任務(wù)（首個(gè)全平民團(tuán)隊(duì)繞地球軌道飛行）的機(jī)組成員的大腦、心臟、肌肉、腎臟、皮膚、免疫調(diào)節(jié)、應(yīng)激水平以及線粒體活動(dòng)的變化。

另一項(xiàng)2024年的研究顯示，宇航員在太空中經(jīng)歷頭痛的情況比之前所知的更為普遍。該研究涉及24名在國(guó)際空間站上停留長(zhǎng)達(dá)26周的宇航員，除兩人外，其余所有人都報(bào)告了頭痛。

2023年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在國(guó)際空間站或美國(guó)國(guó)家航空航天局航天飛機(jī)上執(zhí)行至少六個(gè)月任務(wù)的宇航員經(jīng)歷了腦室擴(kuò)張——大腦中間含有腦脊液的空間。

2022年的一項(xiàng)研究記錄了17名國(guó)際空間站宇航員在平均約5.5個(gè)月的任務(wù)中發(fā)生的骨質(zhì)流失。返回地球一年后，這些宇航員的脛骨（小腿的一塊骨頭）平均骨密度減少了2.1%，骨強(qiáng)度減少了1.3%。其中有九人未能在太空飛行后恢復(fù)骨密度。

(全文結(jié)束)

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