許多人終其一生都無法登上太空一睹地球的真容,這是無數人的夢想,對於一些人來說,卻是肩負使命的職業,那就是航天員。許多人羨慕航天員能夠有機會坐上火箭擺脫地球的重力,自由地翱翔在太空,一窺家園的全貌,太陽系的神秘、宇宙的浩瀚,但是你卻不知道他們所面臨的挑戰有多可怕,其中有些後果甚至是不可逆的,那就是我們的身體。太空人用身體「經歷」告訴我們太空不只美麗,更多的是「邪惡」!今天我們就來說說登上太空到底會對身體面臨哪些巨大的挑戰!
在神州十三號成功著陸之後,我相信大家都有看到這樣一個畫面,太空人們被眾人簇擁著抱出著陸艙,被人抱到臨時輪椅上,這其實就是太空造成的後果。太空旅行對人類的影響其實一直是科學家研究的課題。自從人類登陸太空到現在已經有50年了,工程師們利用他們的發現改進了太空飛行器的設計,使太空衣更舒適,但是仍然無法改變太空對人類身體的影響。
最近的一項研究也發現,太空旅行者的大腦正在被改變,這些改變在返回地球後可以持續數月才會恢復。太空旅行以多種方式改變了太空人的生理學,從太空貧血到肌肉萎縮或骨密度降低,這些都是難以想像的。太空飛行使太空人暴露在輻射、失重、孤獨和一系列其他身體和情感挑戰中,那麼他們的身體會發生什麼呢?
其實太空飛行對人類健康和生理的影響已經被研究了很久,因為我們一直試圖將人類送入太空。例如,一項開創性的雙胞胎研究發現了一系列太空改變我們身體的方式,包括我們在太空中的基因表達。斯科特和馬克·凱利是同卵雙胞胎,同時也是前太空人。nasa的研究人員在2016年3月將斯科特部署到國際空間站一年之前,對雙胞胎凱利進行了全面的檢查,以便更好地理解先天與後天在太空中的作用。
研究人員通過評估雙胞胎的生物標誌物在飛行過程中的變化,了解了人體對長時間太空飛行的反應。研究表明,太空飛行可能對人腦產生不尋常的影響,這可能會損害太空人的視力,以及其他嚴重副作用。自太空梭計劃實施以來,在地球上進行醫學檢查時,一些太空人的視神經出現了問題。研究人員認為,太空人的視力問題應歸咎於臂間壓力或顱骨內壓力的增加,根據對在太空呆了長達一年的太空人進行的核磁共振腦部掃描,科學家發現了證據,證明這種壓力確實會增加,因為長期暴露在微重力下的時間,導致大腦腫脹,包圍大腦和脊髓的腦脊液體積增大。
這些發現支持了太空飛行會增加頭部壓力的觀點,這可能會導致太空人視力出現問題。據專家稱,當人類長期暴露在微重力環境下時,腦下垂體會發生變化。這可能會導致大腦膨脹,腦下垂體因微重力環境導致頭部壓力增加而扭曲。這些後果包括大腦腫脹和頭部因壓縮而產生的壓力腦下垂體可以持續很長一段時間,然而微重力對人腦的影響以及個體之間的差異需要進一步研究。
在沒有重力的情況下,太空人身體中正常循環的液體會均勻地向上移動,我們在地球上並不習慣這種情況,除非我們在重力作用下是向上的。在地球上,我們的血液傾向於流向我們在地球上的腳,血液通過我們的肌肉、心臟和我們細胞中的體液保持循環,血液在微重力下很快從太空人的腿流向我們的頭部。
除此之外,進入太空的太空人會經歷腿部萎縮和頭部腫脹頭痛和頭部悶熱,這可能會導致太空人身高增加,以及構成我們脊椎或脊柱的33個椎骨被堅固的纖維墊分開。由於地球引力的原因,骨和椎間盤的交錯形成了我們彎曲和扭曲的脊椎,但我們感覺不到,因為我們已經習慣了。只有在微重力下,我們的脊柱才能擴張,因為沒有壓縮力。當太空人在太空時,他們實際上會長出四五厘米高。所以脊椎拉伸反而可能會引起一些不適。許多太空人在太空時會感到背痛。
一旦發生上述症狀,從頭部腫脹到身高增加,我們都無能為力,而太空人將不得不忍受這些症狀,直到他們返回地球時這些症狀才會消失。太空中的重力不足,導致破骨細胞開始分解多餘的骨骼,而成骨細胞要麼不改變,要麼減慢它們的速度。因此,太空人在太空中度過的每個月都會損失1%到2%的骨量,這種骨量會導致骨骼變得更脆,在壓力下更容易骨折和斷裂。所以太空人最好是吃高鈣的飲食來對抗這種骨量的損失,當太空人返回地球時,骨量的損失也會停止。
太空旅行的影響還會造成概率的基因突變。比如前述的雙胞胎太空人,科學家利用這項雙胞胎研究,通過全基因組測序來尋找rna和dna中的化學變化,來研究太空旅行對遺傳學的影響。研究人員發現,與他的雙胞胎相比,斯科特有數百種獨特的基因突變,儘管基因突變很常見。但是在雙胞胎中,這個突變的數量就很誇張了。斯科特返回地球後檢測到的一些基因被改變,甚至在他血液循環中的無細胞dna和rna上也發現基因的改變。
太空旅行對於人類身體的改變無疑是巨大的,在羨慕太空人能夠俯視穹頂時,他們自我奉獻的精神是我們值得敬佩的。由於人類還沒有到達月球以外的地方,我們仍然不確定在一次更長的火星任務中,人類的身體會發生什麼情況。或許在不遠的未來,人類能夠研究出真正的太空重力裝置,模擬出地球的場景,或許就能夠改變微重力對人類身體的影響,你認為呢?歡迎留下你的看法!