在天宫中生活的航天员的生理状况

2023-01-23 15:34 生活经验 0阅读 投稿:小七

6月5日上午,以陈东为指令长,刘洋、蔡旭为成员的3位航天员,搭乘神州14号飞船到达中国天宫空间站(后面简称“天宫”)。在这之前,神州十三的三位航天员也在“天宫”生活了6个月,刚刚返回家园。

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神舟14号飞船搭乘长征二号F遥十四运载火箭,10点44分从酒泉卫星发射中心点火升空,577秒后就完成了船箭分离,17点42分,飞船与空间站天和核心舱自动完成对接,20点50分,三位航天员一次进入天和核心舱。

至此,这三位航天员开始了在“天宫”为期6个月的“神仙”日子。可能许多人认为这种“神仙”日子很惬意,其实充满了艰辛和不便,还会对身体造成损害。下面,我们就来了解一下航天员们在“天宫”的生活。

“天宫”的住房

“天宫”当然不是玉皇大帝和王母娘娘的那种豪华天宫,在神话中,神仙们虽然常常也会打打杀杀,但生活却过得悠闲而绮丽。

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那么,我们的航天员神仙们居住的环境是怎样的呢?天和核心舱长为16.6米,最大处直径4.2米,质量为22.5吨。看起来是一个很大的房间了,但里面装满了设备,通过压缩和精心排列,挤出了50立方米的可居住空间。

50立方米的空间有多大?就是一个长宽高平均3.68米的空间,在地球上就是一个小房间。3位航天员在6个月任务期间,就挤在这样一个狭窄的空间里。这个空间并不是一个方正的房间,而是一个长廊状,窄的地方两人相会必须侧着身子才能通过。

据资料介绍,“天宫”的生活条件已经比国际空间站奢华多了,天和核心舱的尺度大于国际空间站任何一个舱段。有人评价国际空间站像一个废品回收站,而我们“天宫”更像一个苹果店,整洁而敞亮。

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“天宫”的航天员活动空间分为工作区、卫生区、就餐区、医监医保区、锻炼区、还为每位航天员配备了独立的睡眠区、卫生间,还具备日常生活使用的微波炉、冰箱、饮水机、折叠桌等等,可谓应有尽有。

航天员们一般会按照地面作息时间,起床、洗漱、就餐、工作和休息,“天宫”天和核心舱的“卧室”是一个冰箱大小的柜式空间,一共有3个,因此3位航天员都有自己独立的“卧室”,不过在这个“卧室”睡觉没法盖被子的,只有一个被固定好的睡袋,到了睡觉时间钻进去就行。

其实在失重状态下,“卧室”横着和竖着都无所谓,感觉都是一样的,因为无论躺着还是站着,人都是飘着的,根本没什么感觉,睡觉时必须固定好,否则就飘走了。神舟13、14号的航天员们,就是在这样“三室一卫”的“天宫别墅”里,度过6个月的任务期,艰苦并快乐着。

“天宫”的饮食

吃喝是生存的最基本要求,解决好航天员们在“天上”的吃喝问题是一件头等大事。在人类经历了几十年的航天经验积累后,科技人员解决航天员们的食物、饮料和营养问题是完全没有问题的。

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但由于在“天上”的失重(实际是微重力,为了叙述方便,后面就以失重代称),食物和饮料以及吃法都没有地面那么简单。为了解决失重中吃喝的问题,太空食品就必须经过特别加工,做成“压缩砖”或“牙膏管”的形式,在食用时兑上一定量的水就会恢复原形。

航天员们食用航天食品时,一般要把装食品的复合塑料膜打开一个小口,把叉子或筷子伸进小口固定住食物再往嘴里送,为了防止食物碎屑到处飘荡,这些食物一般都会制成方便食用且不掉渣;喝水或饮料、汤汁、果酱等时,一般直接从塑料袋或牙膏状软管中,一点一点往嘴里挤。

航天员食物一般分为六大类,包括:自然食品、即食食品、辐射食品、加热食品、复水食品、饮料等。空间站还配有专用微波炉,可以加热食品,在“天宫”依然可以吃到热烘烘香喷喷的食物,不过没有地面这么潇洒随意罢了。

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我们在家时,可以大快朵颐,再咪上二三两小酒,潇洒悠哉;航天员只能小心翼翼地将食物密封在嘴里,否则就会飘得到处都是。不过,随着航天事业的不断发展,地面支持为航天员们做的食物也越来越精致和好吃,兼顾营养和口味,设法尽量让航天员们能吃得更好、更舒服方便一些。

如我国的神舟十二、神舟十三任务,分别带有120和127种食物,神舟十四据说更丰富,光蔬菜就有32种之多。还根据每位航天员的喜好口味配置食谱,一般的特色美食,如红烧肉、红烧鱼、炒蛋、猪排、鱼香肉丝、宫保鸡丁、鸽子肉、面包、甜品应有尽有,只有想不到,没有做不到。

“天宫”的卫浴

吃喝拉撒是人生活中的基本平衡要求。人类在地球上生活几十万年,几千年文明和几百年科学,已经过得很随意舒适了。可在“天宫”,洗漱和上卫生间就不像在家里这么方便了,必须有专门的设施和方法,“好不容易”才能解决。

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先说说洗漱。男航天员需要刮胡子,看起来和地球上使用的电动剃须刀差不多,其实还是有些不同,空间站使用的电动剃须刀自带吸尘装置,剃下的胡子碎渣会被吸附进里面,避免漂浮在空间。理发的方法也差不多。

刷牙的牙膏是特制的可食用的,也没有泡沫,航天员将牙膏涂抹在牙齿上,刷完牙吃掉牙膏就完成了;但看视频王亚平似乎刷一下往一块毛巾上擦一下,大概不愿意吃掉吧;洗脸用湿巾擦,洗头在头上套上特制的浴帽,揉搓一阵子再换一个浴帽,三换就完成了。

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比较麻烦的是沐浴,早期为了避免少使用水,宇航员们主要是通过两块海绵洗澡,一块用来清洗,一块用来漂洗,然后用毛巾擦干。空间站建成后,提升了沐浴条件,航天员可以进入一个折叠的圆柱形浴桶中,将脚固定在底部,将折叠浴桶向上拉到顶部连接好,然后用沐浴液涂满全身,用2.8升加压水冲洗,浴桶中配有的负压装置会将肥皂水抽吸干净。

再说说排泄问题。过去航天员短期空间任务,解决排泄问题主要采用的是如今娃娃们用的尿不湿,这项发明本来就是来自航天。后来空间任务时间长了,必须解决大号问题,就弄个专用袋子套在臀部,排泄出来后还要用手揉捏袋子,卷成最小体积带回地球检查后处理。

据悉,阿波罗登月任务的宇航员们,用那种袋子在失重条件下解决大号实在艰难,花费的时间是地球上的五六倍,完成后还要揉捏好一阵才能折叠好。尤其是在方便时,袋口必须严丝合缝对准,否则飘了出来弥漫在飞船中,那场景太令人恶心和可怕了。

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后来有了空间站,航天工程师们才为航天员设计配置了专用的厕所,这种厕所包含许多黑科技,据称一套要花费数千万美金。简单地说,这种厕所的关键是带负压,可以将排泄物抽吸到专门的装置进行处理。

为了最大限度利用水资源,排泄的尿液都要回收重新处理成可饮用水使用。事实上,在空间站的一切洗漱用水和尿液都要收集起来重生后再利用,空间站的水太珍贵了,运送一公斤物品(包括水)到空间站的成本就需要数万美元。

具体说来,解决小号是用一个带有负压抽吸软管的杯罩,扣在男女航天员那个部位,就可以尽情地放松排掉;大号有点像我们家用坐便器,但口子会小一些,使用时必须先固定好大腿和脚部,以免飘了起来。

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然后将臀部对准那个口子,通过负压系统将排出的便便吸进专门容器,经过干燥处理后密封打包,存放在专门容器里,将来和其他废物一道带入大气层烧毁。

不管是大号还是小号,都必须紧贴着自己的身体,否则排泄物飘散在空间就很难处理了。

“天宫”生活对身体的影响

其实,我们每个人只要稍微注意,就能看到了“天宫”后的航天员们外貌都会发生一定的变化,肩膀似乎会耸起,脸部会肿胀,头发也会“炸毛”。这就是失重导致的现象,失重对人体的影响主要表现在如下几个方面:

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身体会拉伸变高。这是因为在地球有重力把身体往下拉,身体骨骼就是为了适应地球重力而生长的。在空间站失重状态下,没有重力拉扯了,身体每个部位都放松了,骨骼也放松拉伸,身体就会变高。

我们看到航天员肩膀耸起,就是由于没有了地球重力下拉,肩胛骨和肌肉自然放松,看起来就耸起来了。这种放松过了一定时间,就适应了失重状态,回到地球受到重力挤压,背部颈部关节都会出现疼痛,需要长久疗养恢复才能复原,而且后来患上腰间盘突出的概率比地球正常人高4倍。

体液会重新分配。在地球重力下,人的体液往下拉,身体在分配体液上适应了地球重力,如要让血液流到大脑,就要通过心脏跳动加压,让人体对体液需求形成一个平衡。在失重状态下,这种平衡就被打破了。

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由于失重导致体液不会自动下沉,人的消化系统和排泄功能都会受到严重影响,大小号就特别困难。尤其是女性,生理期的经血难以流出。有些女宇航员就会通过服用雌激素避孕药,尽量避免执行任务时来月事,无法避免时就用卫生棉条或卫生巾解决,但毕竟比地面增加了许多困扰。

在失重状态下,心脏依然和在地球一样的搏动,头部就会得到更多的体液,腿脚上的体液自然就减少了,全身的体液就重新分配了,过去的平衡就打破了。由于头部体液增加了,会导致颅压增高、眼压增高等症状,60%的航天员会出现视力下降。航天员在空间站脸部变大肿胀也是这个原因。

为了达到新的平衡,大脑会发出指令让身体重新调节,结果就是渐渐减少约20%的体液。回到地球后,重力又将体液往下拉,减少的体液没恢复前头部体液量减少,会出现缺血缺氧,因此刚回来的航天员站立不稳,必须要人抬着走。

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肌肉会萎缩。由于失重,在地面上为了对抗重力而绷紧的肌肉就放松了,在空间站无论站立还是躺着,骨骼肌都不需要再保持拉伸状态,久而久之,这些肌肉失去了拉伸功能,就会渐渐出现萎缩。

研究数据显示,航天员进入太空10天左右肌肉就会失去约20%,为了应对这种情况,宇航员们就必须定期锻炼身体,设法让肌肉保持一定的紧张状态。但不管如何做,都无法完全避免肌肉萎缩。

骨质会疏松。和肌肉流失一样,在太空失重状态下,骨骼没有了肌肉收缩的压力和刺激,也不需要对抗重力,骨组织也就失去了生长的动力,骨质就会流失,主要是钙等元素的流失。据研究数据显示,航天员在轨飞行期间,每个月会丢掉1.5%的骨骼组织,相当于地面老人一年的流失量,尤其是骨盆和下脊柱流失最严重。

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骨骼中流失的钙等矿物质,并没有完全排出到体外,而是存留在血液中,导致血钙浓度增加,被身体重新吸收,这样就大大增加了软组织钙化的风险,还更容易患上肾结石等疾病。防范这些变化,可以通过锻炼和饮食来调节,但无法完全消除。

骨骼物质的长期流失,骨密度降低,就会导致骨质疏松脆弱。因此回到地球就要小心防止骨折,这也是航天员回到地球需要人抬着走的原因。

太空环境还会导致人体免疫功能紊乱

在太空强辐射环境,航天员们每天要受到0.7~1毫西弗的照射量,相当在地表4个月(有数据说相当1年)所接受到的辐射量,神舟13、14号任务分别在轨6个月,航天员受到的辐射相当地球表面60年总量。

除了承受辐射,航天员们的生活习惯和生物钟完全改变,每90分钟绕地球一圈,每天经历16次日升日落;刷牙要把牙膏吞进肚子里,睡觉、上厕所、洗澡都要把自己绑住;每时每刻都没有重量,轻飘飘的,睡觉也是飘着,完全没有回家躺在床上那种舒适放松踏实的感觉。

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由此生理、心理都受到很大影响,体内褪黑素分泌不足,内分泌失调,给免疫系统造成紊乱。因此,航天员回到地球后,要进行14天的医学隔离,就是为了防止航天员们免疫力低下,地球细菌病毒借机入侵,导致他们一回家就大病一场。

而且他们回到家里,在地球重力下和在“天宫”拿东西、干任何事都不一样,生活会很不习惯,常常会摔坏东西,要疗养适应较长时间才能恢复正常。

有时候,我们只看到航天员们的幸运和光鲜,其实他们更多的是承担着人类的未来和希望,为此牺牲和奉献,远离家园随时面对各种未知风险,由此,我们应该更加肃然起敬。

对此,各位有什么看法,欢迎讨论,感谢阅读。

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