航天员 站不起来?神舟十二航天员在太空呆了三个月,身体究竟有何变化?( 二 )


还有免疫系统也会受到影响 , 2003年12月3日 , 俄罗斯科学院生物医学问题研究所的专家布拉夫科夫介绍说 , 实验结果表明 , 单个的人体免疫细胞没有受到失重状态的影响 , 仍然能够寻找、识别、攻击“异类”细胞 , 但是整体的免疫系统在失重状态下可能会发生功能减弱 , 但仍然需要进一步研究 。
除了这些以外 , 还有体重减轻、鼻塞与肠胃胀气以及睡眠障碍等等 , 绝大部分影响可以适应一段时间或者通过回到地面锻炼后快速恢复 , 但有一个问题似乎比较严重!
DNA变异 , 会不会恢复原状?
地面上不只是重力条件 , 还有厚厚的大气层 , 高能粒子在穿过大气层时会因为碰撞密集的大气原子核而无法到达地面 , 但在太空中则没有 , 只有一层飞船的外壳 , 而太空行走时甚至只有宇航服这层织物构成的“小飞船” 。
地球表面1年的辐射剂量只有约1000~2000微西弗 , 国际空间站工作的宇航员们1年一般所受到的辐射总剂量约达10万~16万微西弗 , 是地表的80倍 , 并且在遭遇太阳活动高峰的话 , 辐射剂量短时间内会上升十倍甚至百倍 。
辐射会打断DNA链而造成变异 , 当然因为DNA为双链 , 纠错能力还是很强的 , 那么结果究竟如何呢?
2019年4月份 , 网上突然爆出一个大新闻 , 说是NASA宇航员史考特在太空待了近1年 , 返回地球后检出8.7%的DNA发生永久突变 , 但其实是误传了 , 因为人和猩猩之间的差异也就1% , 这要是8.7%的差异 , 连哥斯拉都可能出来了!当时《科学》上的原文翻译是:


“NASA双胞胎研究”论文中所描述关于DNA变异部分:“研究发现在空间站飞行中细胞发生基因改变的大部分(91.3%)在飞行后6个月内恢复正常”
不过转载的却没有说明究竟有多少发生了变异 , 这是把细胞变异没有恢复部分给贴出来了 , 吓了大家一跳 , 因为史考特有一个同卵双胞胎兄弟在地球上 , 他们可以做一些比较研究 , 人体修复能力还是很强的 , 但变异会造成什么结果 , 仍待持续观察 , 不过也没听说过宇航员罹患肿瘤更高的记录出现 。
NASA也和以色列StemRad公司在开发“防辐射背心” , 希望以更好的方式保护宇航员 , 在未来的登月空间站以及国际空间站中使用 。
有办法解决这些问题吗?未来将如何改善?针对太空失重以及辐射对人体的影响 , 也可以针对性地做出一些改善措施以降低对航天员身体的影响 , 比如各位看到的神舟十二航天员在空间站内正在使用“动感单车”锻炼 。
刘洋在用太空健身车锻炼这只是其中一个方式 , 在国际空间站的器械中 , 还有躯体拉伸 , 使用弹力器械让身体舒展过程中得到锻炼 , 还有跑步 , 使用拉紧机构让宇航员可以足部接触跑步机进行锻炼 。
但这些锻炼并不能解决所有的失重问题 , 只是保证肌肉不萎缩 , 其他诸如血液与骨骼问题于事无补 , 它需要的是重力环境!
太空模拟重力:绝不是梦想
在地球上要模拟失重很难 , 除了自由落体以外就只有零重力飞机两类 , 但其实原理是一样的 , 这个成本很高并且持续时间很短 。
但在太空模拟重力环境就很简单了 , 至少从结构和原理上来看 , 只要足够的离心力来保持即可 , 唯一的问题是要模拟出重力并且还让人感觉不出来 , 种花家大概算了下 , 假设要在太空中模拟出0.5G的重力加速度 , 然后又要让人不眩晕(控制在1.5~2转/分以内) , 那么大概需要这个回转需要111米左右的半径 , 也就是直径222米 。 (国际空间站的尺寸为73米x109米)
当然并不一定要做成环形 , 也可以制造成一条超级长的横杆 , 在横杆的不同位置设置不同重力环境的舱室 , 以便逐渐过度 , 唯一的麻烦是这种状态下的发动机只能安装在中间 , 而且中间铰链密封是个运动部件 , 否则中心舱室会跟着一起转 。
不过就现在而言 , 如此庞大的规模来制造一个重力环境还是困难重重 , 原本国际空间站也曾打算发射过离心重力舱 , 但后来被取消了 , 但即使发射了效果也不会好 , 因为尺寸过小 , 要模拟的话必须高转速 , 人在这样的环境下会非常不舒服 。
防辐射环境比较容易解决 , 只是质量比较大这个问题难以解决 , 而且国际空间站上也有额外的聚乙烯屏蔽 , 这些包裹层在遭遇粒子碰撞时不会产生次级辐射 , 比铝合金等空间站常用材料要优秀得多 , 但也只能减少几个百分点 , 效果并不明显 。

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