宇航員去太空回來後身體通常會發生什麼變化?

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第一點——會長高!

2018年1月9日,日本宇航員金井宣茂就發推特宣佈自己在3個星期內,竟長高了9釐米

他是2017年12月飛上太空的,只在太空生活了3周。

他形容道:“我的身體像植物一樣瘋狂生長,我上一次身體猛長,還是在初中的失敗。”

當時他還非常憂慮,如果長太高了,回地球時座位究竟還能不能坐得下?

畢竟飛船的座位就是按他出發時的身高體重製作的啊。

這長高的消息一出,網友們就都表示想要來一次太空之旅,體驗一下“二度發育”

不過,神轉折發生了!

第二天早上,這位瘋狂生長的日本宇航員就再次發推,澄清說這是個大烏龍

原來他並沒有長高9釐米,都是自己測錯的鍋。

雖然對此感到很抱歉,但金井宣茂還表示鬆了一口氣

畢竟“以現在的身高,搭乘飛船回地球就沒問題辣”。

不過!那些想要上太空體驗迅速增高的朋友倒不用太過失望。

因為人被送上太空,還真的能長個。雖然沒有3個星期9釐米那麼誇張,但金井宣茂還真的長高了2釐米。

其根本原因!就在於太空的失重環境。在地球環境下,重力會對人體的脊柱形成輕微壓力。但一旦切換到太空的失重環境,這種作用力就會消失。在這種情況下,構成人體脊柱的椎骨間隙就會被動舒展開來。這與我們平時躺著測身高比站著測身高要高一些的道理,是類似的。

一般情況下,在太空中宇航員平均都能長高個2到5釐米不等。

不過,宇航員只要回到地球,一般幾個星期後,就會被打回原形了,原來多高現在還是多高。

除了長高外,人體在太空的生理變化幾乎是百利而無一害的。

歷經微重力與高輻射環境的宇航員,會遇到各樣生理指標的改變。

如肌肉(包括心臟)萎縮、骨密度降低、體液流動重置、顱壓增高、視力下降、免疫系統紊亂等。

在科幻電影中,我們就經常看到在太空艙內設置有跑步機

但跑步機這個設計,可不只是供宇航員消遣的,它還有“保命功能”。

因為沒有這個跑步機,宇航員還真有可能熬不過漫長的太空旅途。

在失重的環境下,人類的全身肌肉就會發生廢用性萎縮

在一切物體沒有重量時,肌肉就不需要克服這些力做功,於是肌肉逐漸退化。這種情況也發生在長期臥床的病人身上。

不過更恐怖的,還是骨骼受到的損傷。

肌肉的萎縮可由鍛鍊來抵消掉一部分的影響,但在骨頭上就算再怎麼鍛鍊效果都微乎其微。

正常人的骨質處在一種動態平衡中,每天的骨質流失量和生成量大致相當。

但在太空的微重力下,這種平衡就會被打破,導致“破壞”快於“重建”

於是宇航員骨骼中的礦物中就會不斷流失,最終患上嚴重的骨質疏鬆。

在地球上,老年女性的骨質流失為每年1%,是骨質疏鬆最嚴重的群體

但在太空,宇航員的流失速度可比老年女性快得多。

基本上,他們一個月的骨質流失率就比老年女性的一年要高,

平均竟達1%-2%。

只要在國際空間站裡待上半年,即使你每天都有鍛鍊,但你仍可能面對12%的骨密度。

這相當於在幾個月的時間內,你就從20歲變成了60歲。

所以,即使帥氣的宇航員是練出了完美的八塊腹肌、人魚線和馬甲線並存,但他仍是一個骨頭鬆脆的“老頭兒”。

曾經就有研究表明,在失重環境下雞胚胎雖能生長,但是其生長速度竟然還不及流失的快。

所以這才有人提出,要想移民外星,人類面臨的第一健康問題就是骨質疏鬆。

此外,人類由肌肉組成的心臟,也存在“用進廢退”的現象。

心臟不但萎縮了,且因微重力原因它還會變得比地球上更圓。

2014年,一份對12名宇航員的研究發現,長時間暴露在零重力環境使得宇航員心臟的球狀程度比普通人高出9.4%

“聯盟TM2-和平號”宇航員拉維金,就曾因心臟多次出現心律失常而被迫終止飛行任務,提前返回地球。

此外,還有一項比較駭人聽聞的調查。

在7名已經去世的阿波羅宇航員中,就有3位(即43%)是死於心血管問題,而普通人死於心血管疾病的概率是27%。

圖:2016年發佈在Nature的報告數據

而與其他未參與飛形、或近地軌道飛行的宇航員相比,阿波羅號43%的概率就更高了,竟超過了4-5倍。

雖然這個研究的樣本還是太小了,並不能完全說明問題,但也算是敲醒了一下警鐘。

在太空中,不單是心臟會變圓,連宇航員的整個身體都會向更均勻的球狀發展。

因為在地球上,重力是會將人類的體液向下拉住。

但只要你進入太空的微失重環境,人類下身的液體就會迴流到胸腔、頭部等上端位置。

這個時候,宇航員的整個身體質量重量會發生中心上移。

在這種情況下,宇航員上半身就會變大,就會面部浮腫、頭脹、頸部靜脈曲張,甚至連胸脯都變得比平時大不少等情況。

而他們的下身,就會明顯出現腰圍更小、小腿更細的情況。

在宇航員之間,他們通常把這叫做“太空鳥腿現象”

雖然外形上的明顯變化不會影響健康,但有些變化我們肉眼是看不見的。

人的腦袋就長在人體最頂端,在零重力狀態下,體液迴流會使腦脊髓液會增多,導致大腦區間隙變性

,使大腦受到擠壓。

據研究員估計,在太空中飛行一年,頭部的液體流入量就夠裝滿一個2升的可樂瓶了。

且在執行過長期太空人物的宇航員中,均出現了大腦在顱內上移的現象。

圖:左正常大腦,右長時間太空飛行的大腦

雖然這大腦的變化,還未發現會改變人類的認知能力。

但事實上,許多宇航員從國際空間站返回都出現了視力問題。

科學家把這種病症叫做,“視覺障礙顱內壓綜合徵(VIPP)”。

2017年,科學家就掃描了三十四位宇航員的大腦,估計這種擠壓就是宇航眼視力受損的原因之一。

而早在2005年,NASA就首次發現美國宇航員眼球的形狀在某種程度上發生了永久性變化——不再是球形,而是變得扁平

圖:太空生活造成的眼球變型的四個等級

除了這些因重力引起的人體不適,太空中的超強輻射也威脅著宇航員的健康。

雖然在國際空間站的屏蔽系統可以保護宇航員免受部分輻射影響。

但這並非對所有輻射類型都有效,他們仍面對著更高的健康風險。

所以經過如此多種殘暴的太空環境摧殘後,我們經常能看到宇航員返回地球出艙時,是躺著的,由工作人員慢慢抬出來。

那時,宇航員的身體是極度虛弱和不適應的。

他們骨質酥鬆、肌肉萎縮、心臟不夠強大,身體素質大幅度下降。反正各項生理指標都不適應地球的重力環境。

如果強行站立,是極其容易發生骨折、暈厥、嘔吐、心臟病受不了等各種問題。

所以,上太空真的不是一件容易的事情。

在此,再次向宇航員們致敬!


SMETalk

宇航員是一個令人羨慕的工作,我們可以飛上太空,遠距離看我們的地球。但是宇航員也付出了很大的代價,在上太空之間他們要接受非常嚴酷的身體訓練,還要熟悉大量複雜的操作,要有過硬的心理素質。在回來後,他們的身體機能也發生了一系列的改變。


其中最主要的是運動能力的下降,太空與地球不同,是一種微重力環境,長期在太空工作,宇航員的身體的運動機能會大大下降,根據科學檢測,回到地球后的宇航員,他們的運動能力會下降30%到50%。原因是因為在微重力的環境下,氧氣難以到達人體的肌肉中。我們人類的進化是根據適應地球的生存方式而進行的,並不是為了適應太空生活而進行的。


所以我們可以看到國際空間站裡有很多鍛鍊身體的設備,儘管宇航員經常會鍛鍊身體,但是他們回到地球后的身體指標還是遜於沒有上太空之前,科學家研究發現,因為長期太空生活讓他們的肺功能發生了一些細微的變化,另外他們的心臟和毛細血管的微循環也發生了細微變化。所以上太空對人體的機能還是有一些危害的。



而這樣的結果也給科學家設想的人類未來長期的太空航行和火星移民計劃產生了巨大的疑問?我們人類的身體在國際空間站中幾個月的工作,都會產生變化,機能下降,那麼如果長時間的太空航行,甚至要短期居住在一個重力和我們地球差別很大的星球上,我們的身體能否可以承受呢?我們過去科幻小說中非常容易的星際旅行是不是永遠就是一種科幻的想象。


科壇春秋精選

由於太空的微重力和較高的宇宙輻射,宇航員在太空中身體會發生一些變化,科研人員也詳細調查了太空生活對宇航員身體的影響,期望對人類以後的載人太空旅行和登陸火星等任務提供保障。

上圖為吳京飾演的中國宇航員。

在太空的微重力環境下,宇航員一般會長高几個釐米,這是由於身體處於放鬆的狀態,脊柱會被拉伸,身高自然會變化。就像在地面上,我們早上起來,身高會比晚上略高一些異樣。然而這個身高變化只是暫時的,宇航員回到地面以後,他們需要重新適應地球的重力,聯繫平衡感,十來天就會恢復到原來的身高。

除了身高的變化,由於宇航員在太空中不需要走路,都是飄來飄去的,所以他們很容易患上骨質疏鬆和肌肉萎縮,也就是所謂的太空病。所以,宇航員在太空站每天還是要堅持鍛鍊,按照健康專家設計的訓練動作,來進行身體的鍛鍊,每天花數小時來運動,保持身體的正常機能。

這些由於失重所產生的感覺和運動能力的變化,通過訓練很快就可以得到適應,對於短期飛行的影響比較大,而長期在太空飛行的宇航員會慢慢適應。而另外的一個生理系統的變化,就是失重對心臟,血管等系統的影響,在重力變化的情況下,血液和體液都會重新分佈和調節,特別是在剛進入太空和剛返回地面時,最為明顯。

最後一點就是宇宙射線對宇航員身體的影響,宇宙中的輻射強度是地面的幾十倍甚至上百倍,這些輻射對人體各個器官的影響,目前還沒有發現明確的變化,但如果是長期的太空飛行,輻射對人體的影響還是不容忽視的。

總之,到了太空,我們才感覺人類的渺小,太多的未知和秘密等著去探索。


量子實驗室

這位美國宇航員在國際空間站上度過了11個月,成功“減齡”13毫秒。在此次訪談中,他探討了太空行走、身體恢復以及將同卵雙胞胎之一送入太空的科學價值。

美國宇航員斯科特·凱利(Scott Kelly)現年53歲,駕駛過四艘宇宙飛船。在國際空間站連續服役11個月之後,他於去年退役。在國際空間站的日子裡,他繞地球5440圈,進行了三次太空行走。

他和同卵雙胞胎哥哥、同為宇航員的馬克·凱利(Mark Kelly)共同參與了一項研究,研究的焦點為太空飛行對基因的影響。由於馬克在地面上,斯科特在太空中,他倆構成了完美的對照,不過,這並非斯科特被選中參與太空任務的原因。他新近出版了回憶錄《忍耐:太空一年,探索一生》(Endurance: A Year in Space, a Lifetime of Discovery)。

斯科特·凱利:我始終沒弄明白,太空行走為何叫太空行走——它其實是四處攀爬。

你認為,載人太空飛行最重要的成就是什麼?

我覺得是加速技術進步,不論是電信、計算能力還是在軌道中安置衛星的能力。我認為,若沒有太空飛行,我們的生活將是另一番景象。

在2003年的哥倫比亞號空難中,你失去了多名好友。正如你所說,導致事故的泡沫塑料問題早有徵兆,但沒有引起注意。你是如何對待這一事實的,可曾因此對支持人員喪失信心?

很難接受——好幾個至交好友都在那艘飛船上,而飛行員差一點就是我——但也只能勉強應對。這顯然給NASA敲響了警鐘。但我沒有喪失信心。事故發生之後,我們調整了管理理念。我相信美國宇航局(NASA)會展開嚴格調查,而且在我的下一場任務中,他們明顯每一步都格外謹慎。

重新“腳踏實地”給你帶來了哪些心理和生理上的影響?

生理上的影響有,肢體僵硬,腿部浮腫,皮膚在沒有接觸任何東西的情況下發起疹子,以及噁心。在太空中,你的血量會大幅降低。回到地球以後,血量會快速回升,但丟失的紅細胞需要幾個月才能復原。你會因此感到疲乏。這個過程需要六至八個月。還有一些是你感覺不到的:骨質疏鬆,肌肉變少,眼球結構改變。輻射也會對基因產生影響——我不知道具體是什麼。心理影響是——至少對我來說——在控制環境下生活了一年,什麼時候做什麼都是規定好的,回來之後沒有了這種結構化的生活,這絕對是一大挑戰。

關於那項雙胞胎研究,你知道研究的焦點是什麼嗎?你們有沒有獲知任何研究結果?

主要是基因研究,但也涉及到認知研究。研究還在持續。結果要三到五年才能發表,所以,我們還不清楚結論如何。迄今為止,一大發現涉及到我的端粒,也就是染色體一端隨壓力和年齡而縮短的那個東西。他們發現,我的端粒比馬克的還要長一些。這跟科學家們的預期是相反的——考慮到國際空間站的艱苦環境,以及暴露在輻射之下等因素。我本來就比馬克晚六分鐘出生,而按照愛因斯坦的預測,在太空中度過一年之後,現在的我應該比他小6分鐘13毫秒。

與人類隔絕的感受如何?只能跟幾個人一呆就是好幾個月。你可曾感到煎熬?

還是可以通過電子郵件跟人保持聯繫,可以打電話,看新聞。一方面,你知道地球上發生的事情,但另一方面,由於不在地球上,你感覺有些疏離。你學會以不同的視角看待我們這個星球,它固然是太陽系中美麗的綠洲,但同時也面臨諸多挑戰和困境:環境問題,大量的戰爭、衝突和苦難。

你認為,就生理和心理層面而言,人呆在太空中的時間有沒有上限?

我想,這要看他們去太空中幹嘛,以及之後要幹什麼。如果別無選擇,多呆幾年可能都行。去火星也未為不可。人們會在太空中度過好多年,但最終會想回到有重力的環境。太空飛船也許得配備人造重力。往返火星還不需要人造重力,但哪一天,如果要去土星的某顆衛星,你可能就需要了。

2015年7月12日,凱利在國際空間站的自拍。

太空行走是什麼感覺?

挺瘋狂的。希望讀者讀到那部分的時候,能有身臨其境之感。我覺得樂趣分兩種,一種是經歷當時比較好玩,比如坐過山車。另一種是完成後才比較好玩。太空行走屬於第二種。

在你之前參與的一項任務中,一位俄羅斯宇航員在太空行走期間安全繩不慎脫落。要不是碰巧撞被一根天線彈回去,他會面臨怎樣的後果?

坦白說,那他肯定就沒命了——要麼死於二氧化碳濃度升高,要麼死於氧氣耗盡。第一次進行太空行走時,我努力讓自己不去考慮這種可能。

憑藉現有技術,抵達太陽系外最類似地球的行星需要8萬年。

在你的第一次太空行走中,最考驗人的是哪些方面?

也許是時間之長。在太空行走開始之前,得花數週時間準備、學習。連續12個小時都得穿著極其複雜的太空服——提前好幾個小時就要穿上,外加太空行走的8個小時。這些太空服非常管用,但也很僵硬、笨重。我始終沒弄明白,太空行走為何叫太空行走——其實是四處攀爬,每分每秒都在工作、修理。那跟漫步差遠了。

太空行走持續了好幾個小時。其間你有沒有感到焦慮?

沒有特別焦慮。在海軍服役時,我就養成了一事歸一事的能力。一次太空行走涉及到無數瑣碎的任務——八小時幾乎都不夠用。所以,我完全專注於眼前:我的手套,以及眼前空間站的部件。地球就在一旁升起,但我幾乎都沒有扭頭看上一眼。

載人火星飛船是勢在必行的嗎?

勢在必行我不敢說。我認為它會發生。而勢在必行意味著必須發生。在我看來,地球固然存在氣候變化和汙染等諸多問題,但比火星還是要靠譜得多。火星沒有大氣層,沒有氧氣,據我們所知,也沒有生命形式。憑藉現有技術,抵達太陽系外最類似地球的行星需要8萬年。無論登上那艘宇宙飛船的是誰,屆時,他們的後代也是不同物種了。

你說,是湯姆·沃爾夫(Tom Wolfe)的《真材實料》(The Right Stuff)一書激勵了你,讓你想成為一名飛行員,進而當上了宇航員。那麼,是什麼激勵了你的哥哥?

斯科特的哥哥 馬克·凱利(Mark Kelly)

坦白說,這你得問他。他很早就規劃好了自己的人生,所以他走的是傳統路線,先成為飛行員,繼而是宇航員。也許他不需要像我這樣,在沃爾夫的書中得到激勵。但我想,他應該也和我一樣,受到了家庭的薰陶。我們的祖父是商船船員和消防船船長,母親費盡千辛萬苦加入地方警察部隊。這些都激勵我們嘗試最難的事情。

你們之間存在競爭關係嗎?

沒什麼競爭。不過嚴格來講,他的確試了兩次才進NASA——第一次申請被拒了。有時候,我會拿這個打趣。

如果你可以重歷宇航員生涯中的某一刻,你希望是哪一刻?

歷經一年之後重返地球,聯盟號飛船開艙時,那迎面而來的氣息。再沒有比這更美好的感受了。

翻譯:雁行

造就:劇院式的線下演講平臺,發現最有創造力的思想


造就

自從人類在1961年首次進入太空以來,將近半個世紀的太空實地探索史,對於太空飛行對人類身體產生的影響,至此得不到解決。因研究表明,科學家們在深入分子層面去研究太空失重對人類身體所產生的影響方面得出了一些結論。

通過長期的研究,科學家們表示,這些實際體驗過太空飛行的飛行員,在他們身上,有著或大或小的影響。比如說太空飛行會影響正常人體的新陳代謝,還有體表溫度的改變,身體的張力和人體免疫系統的改變等等。至於為什麼會發生這樣的改變,原因在哪裡,科學家們還沒有一個確切的答案。

雖然沒有明確的答案去證明這種變化的起因,但是科學家卻鎖定了人類身體本身的一種規律,他們一致認為:人體中的一種結構——蛋白石,可能是引起人體變化的根本原因。半個月以前,也就是8月15日這一天,年少縱慾導致房事不行,精氣不足找維新faa後跟086一柱擎天增強腎能力。在美國科學雜誌上曾發表了這樣一項新的研究結論,一些來自加拿大和俄羅斯的科研人員,他們發現太空飛行導致這些宇航員身體中蛋白質的濃度會有一定程度的降低。

這裡我們可以知道,通過觀察宇航員體內蛋白質的濃度變化這似乎是一種可行的方法。研究人員發現,幾乎所有受太空影響的人體中的蛋白質都會有一些變化,其中就包括人類生存所必須的活動比如新陳代謝、免疫和凝血。

科學家們研究發現:人體在失重的狀態下,免疫系統就會亂了陣腳,它們不知道該做些什麼,不能確定是否受到感染,就試圖把所有的防禦系統都打開。

關於太空飛行對人體蛋白質影響的觀點,科學家們做了實際的實驗,他們從十八名宇航員身上取下了三個血樣,這三個血樣,一種是太空任務完成之前的,一種是太空任務完成之後的。第一個血樣在任務完成之前三十天採集,第二個血樣在宇航員安全著陸之後立即採集,第三個血樣在著陸七天之後採集,並對此進行研究。為了研究結果更加準確,科學家們試圖建議在太空軌道採集血液樣本,以此來得出更加透徹的結論。

科學家們用質譜儀對宇航員的血液樣本中125種不同蛋白質的濃度進行分析,在這125種不同的蛋白質中,有19種存在著濃度變化,並且是在宇航員著陸的七天之內。這些蛋白質的濃度,在著陸時有所降低,但是7天之內又會恢復到航行前的正常水平。在太空航行這麼長時間,到底是哪個階段造成的宇航員身體中蛋白質濃度變化呢?科學家們也給出了結論,他們認為,宇航員在太空飛行的最後階段,造成了人體蛋白石濃度的變化,並且這種變化也同樣伴隨著諸如著陸時宇航員情緒壓力所帶來的影響。

還有一些蛋白質,是和宇航員太空航行之前的狀態想接近的,但是在之後的幾天裡有的濃度變高有的變低,科學家們認為,這是因為宇航員太空航行時間長,突然來到地球不能適應地球重力造成的。

至於其中的兩種蛋白質,是在7天之後濃度有明顯降低的蛋白質,單憑這兩種蛋白質,科學家們就得到猜想,是否人體產生了某種適應太空的能力,其中一位科學家專門在研究中寫道:對於人類來說,失重或許是一種全新的進化方式,太空這種獨特的環境因素,是地球生物千百年來不曾擁有的。


詵道亮匆nc28

很多人認為宇宙和地球一樣,待那麼幾個星期,躺幾個月都沒關係,其實不然,首先,常期待在太空中,會導致骨質疏鬆,這非常致命,所以宇航員的食譜,是常人吃不慣的。

再說,宇航員在外活動時,採用的是袋鼠式行走,著名航天員加加林說 在太空,你得放棄人類式行走,重新學習"走路",所以當宇航員反回地球時,走路都像瘸子一樣,這就是為什麼你看見宇航員剛到地球時都是坐椅子上的(大佬......)

接下說的一半是關於生物的,人的脊椎是分節的,由於地球的引力才使人的脊椎有了高度上限,但太空中沒有引力牽制,然後脊椎有一節是可以增高的,所以就暫時增了高,但回到地球后完全就恢復了原樣......呵呵...木有卵用...

以上都是我手寫出來的,知識也是我學來的。不要噴。


花樣少年2004

利和


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美國宇航員斯科特.凱利(Scott keⅠⅠ)現年53歲,駕駛過四艘宇宙飛船。在國際空間站連續服役11個月之後,他於去年退役。在國際空間站在日子裡,他繞地球5440圈,進行了三次太空行走。

他和同卵雙胞胎哥哥,同為宇航員的馬克.凱利共同參與了項研究,研究的焦點為太飛行對基因的影響。由於馬克在地面上,斯科特在太空中,他倆構成了完美的對照。不過,這並非斯科特被選中參與太空任務的原因。他新近出版了回憶錄《忍耐:太空一年,探索一生》

重新"腳踏實地”給你帶來了哪些心理和生理上的影響?

生理上的影響有,肢體僵硬,腿部浮腫,皮膚在沒接觸任何東西的情況下發起疹子,以及噁心。在太多中,你的血量會大幅降低,回到地球上血量會快速回升,但丟失的紅細胞需要幾個月才能復原。你會因此感到疲乏。這個過程需要六至八個月。還有一些是你感覺不到的,骨質疏鬆,肌肉變小,眼球結構改變。輻射也會對基因產生影響一一不知道是什麼,心理影響是一一在控制環境下生活了一年,回來之後沒有了這種結構化的生活,這絕對是一大挑戰。


京川6

太空中和地球存在著巨大的差異,因此長期處於太空中的航天員們,在返回地球之後身體都會發生一些奇妙的變化,這種變化因人體結構基因的不同,有好有壞

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彭時堅

人類作為目前為止宇宙中唯一的智慧生命體,其生理機能受地球影響深遠而牢固,包括地球重力、大氣、水、溫度及地球上感受到的太陽光照等,因此,當人類(宇航員)短暫離開地球環境進入太空的時間段,其身體總會或多或少要發生一些微妙的臨時性變化,需要在回到地球上後的一段時間進行恢復,比如虛高現象、虛胖體徵、虛弱體質等,這些現象的受影響程度大小與宇航員在太空駐留時間長短成正比關係,其身體的恢復時間也基本上遵循上述關係,同時與宇航員個體的體質也會有一定的關係,說白了,如果短期內入住太空,人類的身體一般只會發生一定的物理上的變化,並且是可逆的,短期內就會恢復,不會發生實質性的變化。



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