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衝(chong) 出地球，進入太空，很酷，也令人自豪。

當前，人類一直希望並致力於(yu) 探索地球之外的第二個(ge) 家園。也許在遙遠的未來，人類或許真的可以搭乘最新的航天器，逃離地球，衝(chong) 出太陽係，到達新的宜居家園。

但是，已有科學研究證實，人的身體(ti) 在脫離地球重力磁場之後，會(hui) 受到太空微重力、輻射等的影響，甚至會(hui) 出現無法逆轉的傷(shang) 害。

如今，一項最新的研究再次證實了太空飛行的危險性。

加拿大卡爾加裏大學的運動科學家 Leigh Gabel 團隊及其合作者，通過追蹤平均年齡為(wei) 47 歲的 17 名宇航員（在太空中生活了 4-7 個(ge) 月）發現，在持續 6 個(ge) 月或更長時間的太空任務中，宇航員可能會(hui) 經曆相當於(yu) 衰老 20 年的永久性骨質流失。

相關(guan) 研究論文以“ncomplete recovery of bone strength and trabecular microarchitecture at the distal tibia 1 year after return from long duration spaceflight”為(wei) 題，已發表在科學期刊《科學報告》（Scientific Reports）上。

帶上你的“啞鈴”

人類一旦脫離地球的重力和磁場，太空中的微重力和輻射，就會(hui) 成為(wei) 一個(ge) 大問題。

長期暴露在微重力下，會(hui) 導致宇航員大腦腫脹，包圍大腦和脊髓的腦脊液增多，甚至影響視力。

同樣，在微重力下，肌肉不會(hui) 像在地麵保持緊繃，就好比失去行動能力的人，缺乏鍛煉以後，腿部肌肉就會(hui) 顯得很鬆散，並慢慢萎縮。

1970 年 6 月，當兩(liang) 名宇航員搭乘聯盟 9 號從(cong) 當時創紀錄的 18 天太空飛行中返回時，其中一名宇航員身體(ti) 虛弱，當他走出著陸艙時，甚至無法攜帶自己的頭盔。

此外，太空輻射也可能會(hui) 增加宇航員患癌症和其他疾病的風險。

自從(cong) 人類飛離地球、踏入太空以來，科學家們(men) 已經無數次改進航天器的設計，也讓宇航服穿起來更加舒適，但仍然無法使宇航員的身體(ti) 免受來自太空的傷(shang) 害。

盡管失重的宇航員們(men) 為(wei) 保持體(ti) 力每天都會(hui) 在空間站內(nei) 鍛煉幾個(ge) 小時，但微重力下生命的其他問題仍未解決(jue) 。

如今，科學家們(men) 正在設計的人造重力服、抗輻射藥物和微型醫療工具，有望能在大約 10 年內(nei) 準備就緒，從(cong) 而保證未來太空旅行者的安全和健康。

在這項工作中，研究團隊通過使用高分辨率外圍定量計算機斷層掃描（HR-pQCT），在 61 微米尺度上（比人類頭發還要細）測量了宇航員的 3D 骨骼微結構，對小腿脛骨的骨骼結構和小臂的半徑進行成像。

圖｜使用高分辨率計算機斷層掃描成像使研究人員能夠研究宇航員骨骼中的 3D 骨骼微結構（此處顯示的脛骨示例）。細微的細節可以揭示骨密度和強度的變化。

他們(men) 在宇航員太空飛行之前、宇航員從(cong) 太空返回時，以及返回六個(ge) 月和一年後的 4 個(ge) 時間點，分別記錄並計算了骨骼的強度和密度。

數據顯示，在太空中生活不到 6 個(ge) 月的宇航員，可以在回到地球 1 年後恢複太空飛行之前的骨骼強度。

而對於(yu) 那些在太空中生活時間較長的宇航員，他們(men) 的脛骨會(hui) 出現永久性骨質流失，相當於(yu) 衰老了數十年。

為(wei) 骨骼提供整體(ti) 強度的微觀組織消失後，即使在宇航員回到地球上後，也無法被重建，但剩餘(yu) 的骨骼組織會(hui) 在一定程度上變厚。

對此，論文作者之一、加拿大卡爾加裏大學的運動科學家 Leigh Gabel 表示，骨骼是一種活的器官，它們(men) 充滿活力且活躍，並且不斷在重塑，但是沒有重力，骨骼就會(hui) 失去力量。

另一個(ge) 發現是，這些宇航員的小臂骨骼結構和半徑幾乎沒有發生太大變化，一個(ge) 可能的原因是，小臂骨骼不是承重骨骼。

對於(yu) 這一現象，卡爾加裏大學運動科學家 Steven Boyd 也給出了建議，即“增加在太空中的舉(ju) 重訓練可以幫助減輕骨質流失的問題”。

圖｜腿部力量鍛煉有助於(yu) 減輕由於(yu) 微重力環境導致的骨質流失。

法國聖艾蒂安大學的生理學家 Laurence Vico 認為(wei) ，未來可能延長的太空飛行時間，會(hui) 給宇航員造成更多的骨質流失，以及更大的恢複問題。

這尤其令人擔憂，因為(wei) 在未來的載人任務中，即使去往火星也將持續至少兩(liang) 年。

圖｜科學家們(men) 正在研究如何在醫療設備空間有限的情況下保護前往火星執行任務的宇航員。

此外，Vico 還補充說，太空機構還應該考慮其他骨骼健康措施，比如營養(yang) 補充，從(cong) 而減少骨質吸收和增加骨骼形成。

未來，Gabel、Boyd 和他們(men) 的同事希望能夠深入了解宇航員在太空中停留超過 7 個(ge) 月後會(hui) 發生哪些變化。這一研究是進行中的 NASA 項目的一部分，該項目旨在研究一年的太空飛行對宇航員十幾個(ge) 身體(ti) 係統的影響。

“我們(men) 真的希望能發現一個(ge) ‘停滯期’，宇航員們(men) 會(hui) 在一段時間後停止骨質流失。” Boyd 說。

航天員的努力

要成為(wei) 一個(ge) 航天員，著實不容易。

除了在太空中遭受微重力和輻射的傷(shang) 害，宇航員在地球上，也要經過十分殘酷的“魔鬼”訓練。

例如，為(wei) 了在飛船上升和下降的過程中，能夠承受巨大的過載，始終保持清醒，正確進行操作，他們(men) 會(hui) 進行超重耐力與(yu) 適應性訓練，在高速旋轉的離心機中承受 8 倍的重力加速度。

他們(men) 也會(hui) 進行前庭功能訓練，做 360 度順時針和逆時針的快速運轉，同時上下前後擺動，主要目的是提高前庭功能穩定性，降低空間運動病的發生幾率，減輕空間運動病的症狀。

另外一項，是中性浮力水槽訓練，航天員在模擬失重的訓練環境下，進行出艙活動訓練，特別是艙外行走、出艙裝配和維修等艙外作業(ye) 。

總之，在太空中完成的每一個(ge) 動作，都是在地球上數倍努力的結果。

此外，為(wei) 了確保宇航員可以筆直行走，未來的空間站內(nei) 也很有必要配備一些人工重力機器，比如下軀負壓係統（LBNP）。

當宇航員的身體(ti) 從(cong) 腰部以下被密封時，該裝置會(hui) 對宇航員下半身施加真空壓力，真空重新產(chan) 生重力的向下拉力，可以使得宇航員的腳牢牢地站在空間站地板上，並將體(ti) 液吸向腿部。

圖｜LBNP

但這些 LBNP 隻是人工重力的早期形式，它們(men) 的優(you) 點是，與(yu) 正在測試的替代品相比，它們(men) 可能更容易送入太空。

正如前麵提到的，離心機可以通過離心力模擬重力，幫助宇航員在微重力環境下更好地工作。

但是，如何把想對笨重的離心機帶上太空，還是一個(ge) 大問題。

但無論如何，相信隨著科學技術的進步，人類有能力讓宇航員甚至更多人，更舒服地走出地球，在太空生活。

參考資料：

https://www.nature.com/articles/s41598-022-13461-1

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