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第2章 太空环境大揭秘没有重力的地方

我们知道,失重是人类进入太空后一个特殊的物理因素。当宇宙飞船绕地球轨道做圆周运动时,飞船运动的离心力和地球对飞船的引力相等,由于这两种作用力方向相反,便使得飞船中的人和物体处于一种失重状态。

宇航员在太空飞行,少则几天、几个月,多则一年甚至几年。如果长期处在失重条件下,则会对人体产生许多不良影响。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。这是因为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,地球重力作用几乎完全消失,导致生物有机体处于一种失重状态。

人类的航天实践表明,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。失重环境中的宇航员而中长期的航天飞行可导致宇航员出现多种生理、病理现象,该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、内分泌功能紊乱、工作能力下降等。

失重还可引起心血管功能的改变。这是因为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,可引起宇航员面部水肿、头胀、颈部静脉曲张、鼻咽部堵塞,进而导致身体质量中心上移。

这时,人体的感觉器官便感到体液增加,而机体会自动通过体液调节系统减少体液,于是便出现体液转移反射性多尿,水盐从尿中排出,进而导致血容量减少,血红蛋白量也相应减少。此外,还可出现心律不齐、心肌缺氧以及心肌的退行性变化,而相应的心脏功能障碍也会出现,如心输出量减少、运动耐力降低等。当宇航员返回地面后,由于对重力不适应而易于出现心慌气短、体位性晕厥等。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。随着航天飞行时间的延长,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。

长期失重引起人体的骨钙质代谢紊乱的原理是:当人体失重时,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,而破骨细胞功能却增强,使得骨质大量脱钙并经肾脏排出体外。而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。

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。知识点第一个上天的猴子第一个上天的动物是一只名叫艾伯特的猴子。1948年,这只猴子搭乘V-2火箭从美国新墨西哥州的怀特桑兹火箭发射场起飞。由于机械故障,艾伯特一去不返。1958年,又一只叫戈尔多的猴子,被美国人送上970千米的高空。人们通过监视器发现,它在太空中的呼吸和心跳都十分正常,证明人类也是可以作太空旅行的。

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