宇航员在失重状态下有哪些变化?
人体的肌肉和骨髓是密不可分的,当肌肉萎缩时,骨骼也会发生变化。骨骼的变化在外表上没有肌肉那么明显,但在本质上是严重的,属于骨质退化。科学家对宇航员的研究发现,他们的骨骼在太空飞行过程中脱钙量很大,最明显的是腰椎、髋骨和股骨上部,每个月大约损失1%。个别骨骼的钙流失更快,比如跟骨。一方面骨骼脱钙容易引起骨折,另一方面增加体液中钙的含量,进而引起肾结石和软组织钙化。宇航员返回地面后,骨骼的脱钙在一个月内停止,但科学家们仍不知道这些脱钙的钙是否能完全恢复。特别是少数宇航员在太空停留时间较长,甚至超过一年,这时一些骨骼变化可能是不可逆的。除了失重,在太空中引起骨骼脱钙的因素,如航天员的体力活动动量、激素水平、营养和维生素补充等也不容忽视。此外,这些因素之间存在着复杂的关系,给研究工作带来了很大的困难。
研究失重对航天员肌肉的影响,防止骨骼脱钙,是航天医学研究的重要任务之一。虽然很多国家投入了大量的人力物力,但是进展并不明显。
在失重状态下,由于人体脊椎上没有重力压力,可以互相铺开,所以一般可以长高2.5 ~ 5.0厘米。但是,背部的肌肉并没有随着脊柱的增大而增长。结果可能会引起背痛。几乎所有的宇航员在太空生活的第一周都经历过难以忍受的背痛,这是太空生活中最难适应的事情。除了服用阿司匹林缓解疼痛,身体还可以采取蜷缩的姿势(即膝盖紧贴胸部)来缓解疼痛。在睡眠中,为了减轻疼痛,宇航员经常在入睡前用皮带把自己绑成卷曲的姿势。
宇航员长高了还能穿宇航服吗?设计师在设计宇航服时已经预见到宇航员会在太空中长高,并在服装设计中放宽了尺寸。所以宇航员在太空中穿的宇航服和地面训练时穿的尺寸是不一样的。
根据爱因斯坦的相对论,以光速(30万公里/秒)旅行会明显减缓旅行者的衰老;飞船的轨道速度只有8 km/s,不可能通过太空旅行让自己变年轻。
通过脱水来减肥
宇航员从太空返回地面后,除了少数人,一般都会体重减轻。比如第一个飞向太空的宇航员尤里?加加林,绕地球一圈,瘦了0.5公斤。第二个宇航员?蒂托夫绕地球飞行17圈,瘦了1.8kg..
减肥也是失重的鬼。
由于失重,心血管功能障碍,体液上涌,胸腔和头部充满体液,给感觉器官一个错误的信号:体液过多。内分泌系统会自动调节,将部分体液以尿液形式排出体外。所以刚进入太空的人,感觉口渴少,喝水少,小便多。以往体内血容量和其他体液减少,导致体重下降。
前庭器官和心血管系统的功能障碍导致味觉障碍,食欲不振,进食量减少,热量供应和消耗失衡,体重下降。
航天员的工作非常繁重和紧张,体力和脑力消耗都非常大。每个人每天应该从饮食中吸收2800卡以上的热量,但由于失重,一般达不到这个量。例如,美国“双子座”计划中的一些宇航员每天摄入的热量为2010-2410卡路里,但他们从进食中能获得的热量在515-2230卡路里之间。对阿波罗登月计划中15名宇航员的调查发现,他们每天的热量消耗超过2000卡,但他们从输入的食物中能获得的热量值平均只有1680卡。不付出,你消耗的只是体内原有的脂肪和肌肉。同时,从尿中排出的氮量增加了。因此,宇航员的体重普遍下降。
航天员的失重发生在进入失重环境的初期。随着对失重环境的逐渐适应,失重也随之减少,甚至最终失重停止。而且回到地球后,只要适当补充钙盐、水分和营养,体重会很快恢复。
失重环境下体重下降的因素很多,原因也很复杂。以上只是几个主要原因。其他应该考虑的因素是与失重相关的疲劳和心理压力。
外观上的巨大变化
在失重环境下,人体前庭器官功能紊乱,导致空间运动病。其机制可能是由于耳石失去了重力,失去了运动平衡功能,改变了大脑对外界信息的感受,形成了感觉信息冲突。
事实上,失重使人体生理功能紊乱,后果远不止于此。如心血管功能障碍,会使人的脸色大变。
在地面环境中,人体血液和其他液体在心脏作功和地球重力的作用下总是向下或循环流动。在失重环境下,由于失去重力,血液和其他液体的上升趋势增加。估计有1-2升之多的血冲到了胸部和头部。
如果这么多血冲到胸部和头部会怎么样?最直接的后果就是胸闷、面部充血水肿、下肢缺血。
失重带来的面部容貌的改变,是任何一个技术高超的化妆师和整容医生都无法企及的。在这里,失重真的是一面独特的“哈哈镜”,可以把长脸变成圆脸,大眼睛变成小眼睛,额头的深皱纹变浅,浅皱纹消失,尖下巴变圆,圆下巴变胖,双下巴变单下巴。一位航天员刚刚是这样描述的:“洗完脸照镜子,发现原来的大眼睛变成了小眼睛,长脸变成了圆脸,双下巴变成了单下巴,脸上的皱纹减少或者消失了。”。如果这个时候拍了照片给亲人,就很难辨认了。"
心脏的功能是将血液挤压到全身。因为血液失去了重力,心脏可以驱动血液而不像在地面上那样用力。用进废出,久而久之,心肌的张力就会降低。这对于一直呆在失重环境中的人来说是一种适应,但对于返回地球的宇航员来说,功能降低的心血管系统出现了一个无法再适应的问题。
不能再适应的主要症状有:脸色苍白,出冷汗,血压下降,站立不稳,站立耐力大大降低。
除了心脏,心血管系统还会发生其他变化,如红细胞、血红蛋白、血小板和血浆容量减少。
此外,失重还可能使四肢向前弯曲,臀部翘起等。,并使身体发生变化。