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太空对航天员影响有多大?1年都难以完全恢复,骨密度大量流失!

2022年6月28日下午,在返回地面74天后,我国神舟十三号乘组的三名航天员——翟志刚、王亚平和叶光富首次和公众见面。

神舟十三号乘组于2021年10月16日出征,在太空中驻留半年之后,于2022年4月16日返回地表。返回之后,他们还不能马上回家,因为需要先适应地面的重力环境,并且需要进行医学观察,确定他们的身体在太空微重力环境下受到的影响。

太空中的环境确实会给他们的身体带来巨大的变化,多年以来,科学家们也一直在进行这些方面的研究。这既是出于科研的目的,也是对航天员生命安全的负责。不过随着相关研究越来越多,科学家们取得的发现也越来越多,这也让我们越来越感受到航天员们的不容易。

最近发表于《科学报告》上的一篇研究论文指出:航天员的骨骼在微重力环境下受到的影响是非常巨大的。

太空任务对航天员的骨骼有影响,这件事早就是众所周知的了。此前的研究表明,一个人在太空中逗留一个月,骨骼密度都会下降1%~2%。这是因为太空中没有重力,人体不需要对抗地心引力,骨骼也就不由自主地开始流失了。正因如此,我们才会看到航天员们在空间站内每天都保持锻炼,这可以尽量地减少骨质和肌肉的流失。

即便如此,这样的锻炼也很难弥补航天员损失的骨骼。根据法国国家空间研究中心(CNES)的医学研究负责人Guillemette Gauquelin-Koch的说法:在太空中的生活是最极端的没有剧烈活动的生活状态,就算每天运动2个小时,其余22个小时也都是像瘫在床上一样只有极低的能量消耗。

而这篇最新的报告暗示我们:这些航天员在回到地面上进行一两个月甚至半年的恢复,也远远不足以弥补他们在太空中损失的骨质。

报告的主要作者是加拿大卡尔加里大学的Leigh Gabel博士,她和她的同事们对17名执行过国际空间站任务的宇航员进行了执行任务前、中后期的手腕和脚踝的扫描,从而判断他们在太空任务中发生的变化。

结果非常惊人,根据麦凯格骨与关节健康研究所主任、卡尔加里大学的Steven Boyd介绍,这些宇航员在太空中损失的骨密度,相当于在地表几十年时间里流失的量!

研究人员对这些宇航员们进行了长期的追踪,发现其中9名宇航员在回到地球1年之后,仍然没有恢复到上太空之前的水平,相当于在地面上10年时间里损失的骨密度!

Boyd指出:在太空中停留的时间越长,损失的骨骼就越多。那些在太空中停留4~7个月的宇航员回到地面后恢复的速度也最慢。

“随着时间的推移,情况会不会进一步恶化?我们不知道。”他表示,“或许在一段时间之后,我们会达到一个稳定状态,但也有可能会继续流失自己的骨质。但是我确实难以想象,人类会持续损失骨质直到什么也剩不下。”

你可能要问了:太空任务真的需要那么久吗?航天员真的需要面对更长时间的太空任务、流失更多骨密度的情况吗?

答案是肯定的。

目前人类执行太空任务的目的地只有两个,那就是地球上空的轨道和月球。但是,在更遥远的未来,人类还将踏足更遥远的天体,比如火星。而且,载人登陆火星的任务已经被提上了议事日程,美国甚至预计在本世纪30年代实施这个计划。

和前往月球、空间站一样,前往火星的火箭也要在一个特定的窗口期发射才行。而且,由于火星更加遥远,所以窗口期也特别长,平均每26个月才会出现一次。再算上中间路程的时间,一次载人登陆火星任务持续的时间将在3年左右。

在执行如此漫长的太空任务之前,科学家们必须搞清楚宇航员能否承受这么漫长的微重力环境影响。其中大约一年的时间里,宇航员都要在太空微重力环境下度过,另外两年多的时间生活在火星上,引力也要小于地球,这对宇航员的身体来说是一个不小的挑战。

根据此前的研究,科学家们认为,在执行长达3年的火星任务期间,33%的宇航员将面临骨质疏松的风险。

想一想,人类航天器抵达火星就要差不多半年的时间,这几乎相当于他们已经执行一次空间站的任务了。问题在于,他们在空间站回到地球,是有地面救援人员迎接的;如果是执行火星任务,航天员就只能自行度过接下来两年多的时间,可想而知难度有多大!

研究人员还指出,即便回到地面,看似骨密度能够得到恢复,但实际情况也和我们想象的不一样。

Boyd打了个比方:假如一个人体内的骨骼相当于埃菲尔铁塔的话,那么在长期驻留太空之后,就相当于抽掉了支撑塔身的金属支柱。在回到地球之后,看似他们的身体得到了恢复,但其实只是类似于把剩下的结构进行加固,而不是重新加回了这些支柱。

难道面临这样的困境,科学家们真的一点办法都没有吗?

答案是否定的。研究人员对宇航员能够进行的各种运动进行了分析,发现其中确实有一些是比较有效的。

研究人员发现,杠铃的硬拉项目对于保存宇航员的骨骼比自行车或者跑步更有效,或许未来航天员们需要增加一些高强度的下肢训练。

而且,在采访这些宇航员的时候,研究人员得到的回答是:他们似乎并没有过多注意到自己骨密度的流失,这和地表的老年人们骨质疏松的现象一样,因此这又被称为沉默的疾病。总之,对于宇航员们来说,进入太空确实充满了未知,他们在用自己的生命和健康,帮助我们探索太空对人体的影响。

仅仅从这一点上来说,他们就真的很伟大!

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