新浪科技讯 载人航天飞行具有较大风险，宇航员要面对与地面不同的恶劣的太空环境，如振动、冲击、噪声、失重、超重、宇宙辐射、高真空、昼夜节律变化、剧烈的温度变化、超负荷的心理和工作压力等，这些环境因素可能导致宇航员的心血管系统功能紊乱、航天运动病、骨骼与肌肉结构和功能变化、感觉-运动功能迟缓、睡眠周期紊乱、情感抑郁等一系列生物医学和心理方面的问题，严重者甚至可能威胁到宇航员的生命。对这些问题的研究是航天医学的重要课题。

　　超重

　　在载人航天器的发射加速上升段，宇航员要经受5倍于地球引力的超重过载，125dB的高强噪声和振动刺激；宇航员返回地面时则要经受开伞减速和着陆冲击的考验。这些统称为超重或者过载，重力作用于人体的方向由头至足的则称正超重；反之，重力的方向由足至头时称负超重。正超重时，血液受惯性力作用由上身转移到下身，引起头部、上身缺血，视力障碍，严重时可发生晕厥。高G值的超重，人取坐姿难以适应，所以宇航员通常采取仰卧姿，这对人体的影响较轻。人对8G值的横向超重可耐受十多分钟。航天中经受的这种横向超重，一般时间较短，经过训练的宇航员容易耐受。

　　航天运动病

　　飞行中各种速度的突然变化对人体内耳中的前庭器官是一种刺激，在适宜范围内一般不会引起不良反应，当速度的突然变化过于频繁、剧烈，时间持续较长，超过前庭器官的耐受，即可引起头晕、恶心、呕吐、出冷汗、面色苍白等运动病的反应。运动病有晕船、晕机、晕车、航天运动病等，其病因与前庭器官的功能密切相关。

　　航天运动病虽然不致命，但却严重影响工作，其发生率约占宇航员总数的1/3～1/2。航天初期进入失重状态后即可发病，持续一周，失重一周之后，前庭功能可适应失重状态。航天运动病的原因可能与失重时感觉重力的器官将异常信号传入大脑，形成前庭器官、视觉、运动觉等信号冲突，引起各分析器相互作用紊乱有关。航天运动病至今还不能完全预防，而且也无法有效预测哪个宇航员容易发生航天运动病。失重

　　失重是航天飞行中的一个特殊物理现象，载人航天实践证明，失重对人体的生理功能有很大影响，但不像原先想象的那样严重。

　　生物在长期的进化过程中，形成了与地球重力环境相适应的生理结构与功能特征，但进入太空后，由于地球重力作用几乎完全消失，生物有机体处于一种失重状态。人类40多年的航天实践表明，微重力环境对宇航员的健康、安全和工作能力会产生重要影响，中长期航天飞行可导致宇航员出现多种生理、病理现象，主要表现为心血管功能障碍、骨丢失、免疫功能下降、肌肉萎缩、内分泌机能紊乱、工作能力下降等。

　　失重可引起心血管功能的改变。失重时人体的流体静压丧失，血液和其他体液不像重力条件下那样惯常地流向下身。相反，下身的血液回流到胸腔、头部，可引起宇航员面部浮肿，头胀，颈部静脉曲张，鼻咽部堵塞，身体质量中心上移。人体的感受器感到体液增加，机体通过体液调节系统减少体液，出现体液转移反射性多尿，导致水盐从尿中排出，血容量减少，血红蛋白量也可相应减少；还可出现心律不齐、心肌缺氧以及心肌的退行性变化，并出现相应的心脏功能障碍，如心输出量减少、运动耐力降低等，返回地面后对重力不适应而易于出现心慌气短以及体位性晕厥等表现。这些可严重影响人体健康和工作效率，因而成为中长期载人航天飞行的一大障碍，也是迫切需要解决的航天医学问题。随着航天飞行的时间延长，心血管功能可在新的水平上达到新的平衡，心率、血压、运动耐力以及减少的血容量和血红蛋白可逐步恢复到飞行前的水平。

　　长期失重会引起人体的骨钙质代谢紊乱。人体失重后，作用于腿骨、脊椎骨等承重骨的压力骤减，同时，肌肉运动减少，对骨骼的刺激也相应减弱，骨骼血液供应相应减少，在这种情况下，成骨细胞功能减弱，而破骨细胞功能增强，使得骨质大量脱钙并经肾脏排出体外。骨钙的丢失会造成两个后果：骨质疏松和增大发生肾结石的可能。失重所导致的骨丢失随飞行时间的延长而持续进行，而且这种骨质疏松一旦形成，回到地面重力环境下也难以逆转。俄国宇航员在和平号空间站上曾试验多种对抗措施，如每天2小时的跑台运动，穿企鹅服给以人工加载及服用特殊药物等，但未能完全解决问题。目前这仍然是航天医学需要解决的难点问题。

　　长期失重还可引起对抗重力的肌肉出现废用性萎缩，宇航员在长期的航天飞行中加强肌肉锻炼可以延缓这种肌肉萎缩，回到地面重力环境中后，进行积极的肌肉锻炼可以逐步使肌肉萎缩得到一定的恢复。

　　宇宙辐射

　　在宇宙空间中有极高强度的宇宙辐射，由于地球大气层的屏蔽效应，到达地面的辐射剂量很小，对生活在地球上的人基本没有危害。而在宇宙空间中，由于失去了大气层的保护作用，进行航天飞行的宇航员如果没有有效的辐射防护，可能受到致命伤害。因此，航天飞行器以及宇航服的设计都要求有较强的防辐射作用，但这种对辐射的防护并不是绝对的。所以，在航天器及乘员身上都带有各种辐射剂量测定仪，以检测宇航员所受到的辐射强度以及可能对人体的伤害。观测表明，美苏宇航员航天中接受的辐射剂量多数没有达到使人伤害的水平，但少数飞行中宇航员接受的辐射剂量比较大。另外，在长期的宇宙飞行中特别是在将来的长时间的星际旅行中，长期接受宇宙辐射的照射，对宇航员的危险到底有多大，还是一个未解之谜。

　　真空

　　太空是一个高真空、超低温、强辐射的场所，这种环境对人体来说是致命的。人一旦暴露于其中，将面临失压、缺氧、低温和辐射损伤4大危险。如果人直接暴露于太空，由于没有氧气，人将立即窒息而死；没有了大气压，人会因内脏、器官的胀裂而立刻丧命；在太空零下269℃的超低温环境将会把人立刻冻死。所以，人必须乘坐专门设计的、与外界隔绝的载人航天器才能在太空中安全地生活、工作。如果要离开航天器进入开放的太空，就必须穿上特制的航天服。宇航员居留的返回舱和轨道舱以及舱外宇航服必须可靠地密封，维持规定的大气压力与适宜的温度。必须避免意外的泄漏，以免造成灾难性事故。前苏联“联盟11号”飞船返回前，返回舱在与轨道舱分离时，由于一个阀门漏气，舱内突然失压，3名宇航员窒息身亡。

　　减压病

　　减压病是由于人肌体减压后溶解于体内的氮气过饱和并形成气泡而引起的各种症状，轻则影响工作，严重时甚至危及生命。宇航员在飞船船舱内时，由飞船的环境控制和生命保障系统维持规定的大气压，不易出现减压病。而宇航员出舱活动则依靠航天服和生命保障系统保证生命安全，目前高压航天服的研制难度很大，至今尚未投入实用。因此，目前美、俄两国舱外航天服的压力都不高，这种舱外航天服导致减压病发病率较高，为了降低减压病的发生率，在出舱要进行数十分钟至数小时的预吸氧时间，这样不能很快出舱处理紧急事故，而且出舱前操作程序复杂，使宇航员出舱前就要消耗不少体力。

　　时差

　　长期生活在地球表面昼夜节律周期中的人，心理生理功能逐渐形成与此相适应的人体内环境的平衡。当外界环境昼夜周期发生变化后，人在短期内不能适应，会出现一些生理功能素乱现象。大型喷气客机飞越多个时区后，旅客对新的时间不能马上适应，可出现睡眠障碍、容易疲劳等症状，同时工作效率降低。

　　载人航天器一般是绕近地轨道飞行，绕地飞行一周大约90分钟，24小时内可有16个昼夜变化。宇航员长期习惯于地球上的昼夜周期，对这种短暂的昼夜变化很不习惯，可出现睡眠不好，易醒、易疲劳，工作效率降低等表现。

　　针对这种情况，航天医学工作者将宇航员的作息制度按24小时为一个昼夜周期安排，基本上与地球昼夜周期同步，可以有效地克服这种时差变化。

　　高温

　　在航天器返回地球阶段，宇航员将经受高热的考验——在飞船重返大气层时，高速飞行的返回舱与大气摩擦，会产生几千摄氏度的高温，尽管返回舱采用了高效防热材料，仍无法避免一定程度的温度上升。

　　心理压力

　　在航天飞行中，宇航员面临对身体有潜在危害的恶劣的太空环境、长期的生理变化、超负荷的工作压力、狭小的工作生活环境、孤独、缺乏与外界的交流与沟通、对航天飞行成功的期盼以及对失败后严重后果的恐惧，都可能使宇航员紧张压抑、烦躁等心理状态恶化，从而导致工作能力下降甚至出现严重的工作失误。

　　免疫功能低下

　　在长期航天飞行中，恶劣的太空环境对宇航员的生理干扰、紧张的工作、严重的心理压力以及其它的多种应激因素的作用，都很可能使宇航员免疫和神经内分泌系统功能受到持续的不良影响，导致宇航员免疫功能下降及内分泌紊乱，从而使宇航员的体质变差，抗病能力减弱，对恶劣太空环境的适应能力下降，工作能力下降，最终可能危及到宇航员的生命安全。

　　因此航天医学的任务就是要保障宇航员能在上述航天特殊环境下健康生存，完成预定的工作任务并安全返回地面，这也是载人航天飞行头等重要的任务。(张立/文)