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新浪科技訊 載人航太飛行具有較大風險，宇航員要面對與地面不同的惡劣的太空環境，如振動、衝擊、噪聲、失重、超重、宇宙輻射、高真空、晝夜節律變化、劇烈的溫度變化、超負荷的心理和工作壓力等，這些環境因素可能導致宇航員的心血管系統功能紊亂、航太運動病、骨骼與肌肉結構和功能變化、感覺-運動功能遲緩、睡眠週期紊亂、情感抑鬱等一系列生物醫學和心理方面的問題，嚴重者甚至可能威脅到宇航員的生命。對這些問題的研究是航太醫學的重要課題。
超重
在載人航太器的發射加速上升段，宇航員要經受5倍于地球引力的超重過載，125dB的高強噪聲和振動刺激；宇航員返回地面時則要經受開傘減速和著陸衝擊的考驗。這些統稱為超重或者過載，重力作用於人體的方向由頭至足的則稱正超重；反之，重力的方向由足至頭時稱負超重。正超重時，血液受慣性力作用由上身轉移到下身，引起頭部、上身缺血，視力障礙，嚴重時可發生暈厥。高G值的超重，人取坐姿難以適應，所以宇航員通常採取仰臥姿，這對人體的影響較輕。人對8G值的橫向超重可耐受十多分鐘。航太中經受的這種橫向超重，一般時間較短，經過訓練的宇航員容易耐受。
航太運動病
飛行中各種速度的突然變化對人體內耳中的前庭器官是一種刺激，在適宜範圍內一般不會引起不良反應，當速度的突然變化過於頻繁、劇烈，時間持續較長，超過前庭器官的耐受，即可引起頭暈、噁心、嘔吐、出冷汗、面色蒼白等運動病的反應。運動病有暈船、暈機、暈車、航太運動病等，其病因與前庭器官的功能密切相關。
航太運動病雖然不致命，但卻嚴重影響工作，其發生率約佔宇航員總數的1/3～1/2。航太初期進入失重狀態後即可發病，持續一週，失重一週之後，前庭功能可適應失重狀態。航太運動病的原因可能與失重時感覺重力的器官將異常信號傳入大腦，形成前庭器官、視覺、運動覺等信號衝突，引起各分析器相互作用紊亂有關。航太運動病至今還不能完全預防，而且也無法有效預測哪個宇航員容易發生航太運動病。失重
失重是航太飛行中的一個特殊物理現象，載人航太實踐證明，失重對人體的生理功能有很大影響，但不像原先想像的那樣嚴重。
生物在長期的進化過程中，形成了與地球重力環境相適應的生理結構與功能特徵，但進入太空後，由於地球重力作用幾乎完全消失，生物有機體處於一種失重狀態。人類40多年的航太實踐表明，微重力環境對宇航員的健康、安全和工作能力會産生重要影響，中長期航太飛行可導致宇航員出現多種生理、病理現象，主要表現為心血管功能障礙、骨丟失、免疫功能下降、肌肉萎縮、內分泌機能紊亂、工作能力下降等。
失重可引起心血管功能的改變。失重時人體的流體靜壓喪失，血液和其他體液不像重力條件下那樣慣常地流向下身。相反，下身的血液回流到胸腔、頭部，可引起宇航員面部浮腫，頭脹，頸部靜脈曲張，鼻咽部堵塞，身體品質中心上移。人體的感受器感到體液增加，機體通過體液調節系統減少體液，出現體液轉移反射性多尿，導致水鹽從尿中排出，血容量減少，血紅蛋白量也可相應減少；還可出現心律不齊、心肌缺氧以及心肌的退行性變化，並出現相應的心臟功能障礙，如心輸出量減少、運動耐力降低等，返回地面後對重力不適應而易於出現心慌氣短以及體位性暈厥等表現。這些可嚴重影響人體健康和工作效率，因而成為中長期載人航太飛行的一大障礙，也是迫切需要解決的航太醫學問題。隨著航太飛行的時間延長，心血管功能可在新的水準上達到新的平衡，心率、血壓、運動耐力以及減少的血容量和血紅蛋白可逐步恢復到飛行前的水準。
長期失重會引起人體的骨鈣質代謝紊亂。人體失重後，作用於腿骨、脊椎骨等承重骨的壓力驟減，同時，肌肉運動減少，對骨骼的刺激也相應減弱，骨骼血液供應相應減少，在這種情況下，成骨細胞功能減弱，而破骨細胞功能增強，使得骨質大量脫鈣並經腎臟排出體外。骨鈣的丟失會造成兩個後果：骨質疏鬆和增大發生腎結石的可能。失重所導致的骨丟失隨飛行時間的延長而持續進行，而且這種骨質疏鬆一旦形成，回到地面重力環境下也難以逆轉。俄國宇航員在和平號空間站上曾試驗多種對抗措施，如每天2小時的跑臺運動，穿企鵝服給以人工載入及服用特殊藥物等，但未能完全解決問題。目前這仍然是航太醫學需要解決的難點問題。
長期失重還可引起對抗重力的肌肉出現廢用性萎縮，宇航員在長期的航太飛行中加強肌肉鍛鍊可以延緩這種肌肉萎縮，回到地面重力環境中後，進行積極的肌肉鍛鍊可以逐步使肌肉萎縮得到一定的恢復。
宇宙輻射
在宇宙空間中有極高強度的宇宙輻射，由於地球大氣層的遮罩效應，到達地面的輻射劑量很小，對生活在地球上的人基本沒有危害。而在宇宙空間中，由於失去了大氣層的保護作用，進行航太飛行的宇航員如果沒有有效的輻射防護，可能受到致命傷害。因此，航太飛行器以及宇航服的設計都要求有較強的防輻射作用，但這種對輻射的防護並不是絕對的。所以，在航太器及乘員身上都帶有各種輻射劑量測定儀，以檢測宇航員所受到的輻射強度以及可能對人體的傷害。觀測表明，美蘇宇航員航太中接受的輻射劑量多數沒有達到使人傷害的水準，但少數飛行中宇航員接受的輻射劑量比較大。另外，在長期的宇宙飛行中特別是在將來的長時間的星際旅行中，長期接受宇宙輻射的照射，對宇航員的危險到底有多大，還是一個未解之謎。
真空
太空是一個高真空、超低溫、強輻射的場所，這種環境對人體來説是致命的。人一旦暴露于其中，將面臨失壓、缺氧、低溫和輻射損傷4大危險。如果人直接暴露于太空，由於沒有氧氣，人將立即窒息而死；沒有了大氣壓，人會因內臟、器官的脹裂而立刻喪命；在太空零下269℃的超低溫環境將會把人立刻凍死。所以，人必須乘坐專門設計的、與外界隔絕的載人航太器才能在太空中安全地生活、工作。如果要離開航太器進入開放的太空，就必須穿上特製的航太服。宇航員居留的返回艙和軌道艙以及艙外宇航服必須可靠地密封，維持規定的大氣壓力與適宜的溫度。必須避免意外的泄漏，以免造成災難性事故。前蘇聯“聯盟11號”飛船返回前，返回艙在與軌道艙分離時，由於一個閥門漏氣，艙內突然失壓，3名宇航員窒息身亡。
減壓病
減壓病是由於人肌體減壓後溶解于體內的氮氣過飽和並形成氣泡而引起的各種症狀，輕則影響工作，嚴重時甚至危及生命。宇航員在飛船船艙內時，由飛船的環境控制和生命保障系統維持規定的大氣壓，不易出現減壓病。而宇航員出艙活動則依靠航太服和生命保障系統保證生命安全，目前高壓航太服的研製難度很大，至今尚未投入實用。因此，目前美、俄兩國艙外航太服的壓力都不高，這種艙外航太服導致減壓病發病率較高，為了降低減壓病的發生率，在出艙要進行數十分鐘至數小時的預吸氧時間，這樣不能很快出艙處理緊急事故，而且出艙前操作程式複雜，使宇航員出艙前就要消耗不少體力。
時差
長期生活在地球表面晝夜節律週期中的人，心理生理功能逐漸形成與此相適應的人體內環境的平衡。當外界環境晝夜週期發生變化後，人在短期內不能適應，會出現一些生理功能素亂現象。大型噴氣客機飛越多個時區後，旅客對新的時間不能馬上適應，可出現睡眠障礙、容易疲勞等症狀，同時工作效率降低。
載人航太器一般是繞近地軌道飛行，繞地飛行一週大約90分鐘，24小時內可有16個晝夜變化。宇航員長期習慣於地球上的晝夜週期，對這種短暫的晝夜變化很不習慣，可出現睡眠不好，易醒、易疲勞，工作效率降低等表現。
針對這種情況，航太醫學工作者將宇航員的作息制度按24小時為一個晝夜週期安排，基本上與地球晝夜週期同步，可以有效地克服這種時差變化。
高溫
在航太器返回地球階段，宇航員將經受高熱的考驗——在飛船重返大氣層時，高速飛行的返回艙與大氣摩擦，會産生幾千攝氏度的高溫，儘管返回艙採用了高效防熱材料，仍無法避免一定程度的溫度上升。
心理壓力
在航太飛行中，宇航員面臨對身體有潛在危害的惡劣的太空環境、長期的生理變化、超負荷的工作壓力、狹小的工作生活環境、孤獨、缺乏與外界的交流與溝通、對航太飛行成功的期盼以及對失敗後嚴重後果的恐懼，都可能使宇航員緊張壓抑、煩躁等心理狀態惡化，從而導致工作能力下降甚至出現嚴重的工作失誤。
免疫功能低下
在長期航太飛行中，惡劣的太空環境對宇航員的生理干擾、緊張的工作、嚴重的心理壓力以及其他的多種應激因素的作用，都很可能使宇航員免疫和神經內分泌系統功能受到持續的不良影響，導致宇航員免疫功能下降及內分泌紊亂，從而使宇航員的體質變差，抗病能力減弱，對惡劣太空環境的適應能力下降，工作能力下降，最終可能危及到宇航員的生命安全。
因此航太醫學的任務就是要保障宇航員能在上述航太特殊環境下健康生存，完成預定的工作任務並安全返回地面，這也是載人航太飛行頭等重要的任務。 |
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