在太空中生活人體有什么變化
http://www.dcyhziu.cn 2007/6/29 源自:中華職工學習網 【字體：
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人類在太空生活中要面臨一些問題，人體要發生很多變化，讓我我們來看一看有些什么：
人類適應力的限度
人類具有適應環境的本能，如安底斯山脈和我國西藏地區的山脈都在海拔3000米以上，這里的居民已經習慣呼吸含氧量低的稀薄空氣。據研究，當地居民每1立方毫米血液中含紅血球只有50～100萬個(平原地區居民為450～500萬)，每100毫升血液中含血紅蛋白5克，這是長期適應低氧環境的結果。但人的適應力是有限度的，超過限度就會死亡，如從平地驟然快速升入6000米的高空，那里只有0.5個大氣壓，超過這個限度就有意識喪失、休克等生命危險，當達到9000米高度時，停留在1分30 秒，意識就會完全喪失。因此，噴氣式戰斗機駕駛員一定要戴氧氣罩。但僅有氧氣還不夠， 還必須有一定的氣壓。因為氧氣只有通過肺泡膜才能溶解到血液中，送往全身，而通過肺泡膜必須有一定氣壓才能實現，否則身體血液及組織中仍然缺氧。
在7500米以上的高空，氣壓只有280mmHg(毫米水銀柱)，會出現各種減壓癥，比如腹腔內氣體膨脹，引起腹痛甚至休克，神志不清，接著氣體在組織內發生氣化膨脹，造成關節和神經麻痹；當高度達到12000米以上時，即使吸入100%的純氧，肺泡里的氧分壓也低于60mmHg；到19000米時，氣壓只有47mmHg，雖然吸入純氧，但因為肺泡內已經充滿飽和水蒸氣和二氧化碳 ，因此氧氣不能被吸入肺泡，人必然會死。當氣壓降到47mmHg以下時，處于37℃的飽和水蒸氣壓與體溫37℃的體內飽和水蒸氣壓相等，體液就會沸騰起來。我們知道人體重量的70%是水分，如果這些水分全部沸騰蒸氣，人就會以破裂而告終。
太空的環境比這還要惡劣得多。首先是沒有空氣，人呆幾秒鐘就會死去，加之氣壓為零，人就像上述所說的那樣會變成破氣球；其次是溫度高，白天最高溫度達130℃，夜間最低溫度只有零下146℃；此外，宇宙間到處充滿了致死量的紫外線和宇宙線，一瞬間就可以殺死人的基因和細胞。
太空暈動癥
人在太空飛行時處于失重狀態。在失重狀態下出現的第一位問題就是太空暈動癥，每兩名宇航員中就有一人患此癥，表現為面色蒼白、出冷汗、嘔吐，像暈船一樣。因此首先要對宇航員進行旋暈適應能力的檢查，這種檢查絕不像一般人所想象的那么簡單，因為在地面上即使經過嚴格訓練，被認為是完全不會旋暈的宇航員，當他在太空“飄”起來時，立刻就會發生暈動病。因此，學者們認為這種太空暈動癥與暈車暈船的機制有所不同。
目前乘車船暈的機制還不完全清楚，比較有根據的是感覺紊亂學說。概括來說就是人姿勢要靠大腦綜合位于內耳的前庭器官以及由眼睛、皮膚、肌肉、關節而來的信處來保持，其中前庭器官中的平衡砂最重要，而在失重狀態下，原來能夠達到重力的平衡砂出現異常，因而與位置有關的信息便不能在大腦進行綜合，所以引起紊亂。而暈車暈船則是與前庭器官內三個不同方向的半規管異常有關。
太空暈動癥不是什么重病，五天后身體適應了癥狀就會消失，但它對人體會不會引起不可逆的損害，目前還不很清楚。也就是說，關于人類在太空長期停留的醫學和生理學方面的資料幾乎還沒有。
心血管系統也有變化
目前學者們對失重狀態下心臟及血液循環系統機能低下問題比較感興趣。在失重時物體沒有重量，身體內的血液及其它體液就會涌向頭部和胸部，與在地面時相比增加了2升，結果宇航員的頭、頸部明顯腫脹，心臟的搏出量也增加，疲勞過度、很快就會心力衰竭。但也有人認為，由于血液涌向上部，心臟體積將縮小10%，并且到達地面后一年才能復原。
除此以外，宇航員血液中的紅血球將減少15%，這種減少的高峰大概持續40天，之后緩解，3 個月恢復正常，因而這種變化還屬于對宇宙空間的適應性。但另外還有一類不屬于適應性的范疇，其中最危險的就是體內鈣的減少。
鈣不斷地在減少
鈣是人體生命活動必不可少的元素。人進入太空后的第一個月失去6克鈣，相當于體內總鈣量的0.5%，如果這樣持續地丟下去而得不到補充，那么8～9個月后再用任何方法補鈣都無濟于事。假若持續15個月缺鈣，就會有生命危險。此外肌肉退化也是問題。
缺鈣的原因目前認為是與激素有關。人體在異常情況下有一種保持平衡的反應，稱為“內環境穩定”，而在失重情況下，正如前面談到的體液分布平衡失常，因而“內環境穩定”受到破壞，其結果必然造成激素分泌異常，因而“內環境穩定”受到破壞，其結果必然造成激素分泌異常，以及鈣、鈉等電解質發生紊亂，從而引起全身各部分連鎖反應，發生異常。 目前日本學者已經提出了一種獨特的測定方法。采用這種方法，只要分析呼出的氣體成分變化就可以精確地了解體內呼吸、循環、代謝、體溫等多方面的變化。這種設備輕便，約20公 斤，適合在宇宙空間攜帶。
有可能產生新人類？
上面主要談的是宇宙空間對人體的不良影響，下面談談宇宙對人體的好處。據研究，在宇宙 ，人的神經知覺和能力都有增強。如宇航員曾從空間捕捉到加勒比海上船的航路并且進行了拍照，但底片上卻沒有船的痕跡，當時還以為是一時的幻覺，但后來經過調查，在拍攝當時 ，那個地方確實有船在行駛。據宇航員J·歐文說，他從空間歸來后感到頭腦變明晰了，感知敏銳，精力也更加充沛了。阿波羅14號的宇航員E·米切爾為了證實一點，還在宇宙飛船和地球間進行了精神感應(telepathy)試驗。
今后人類進出空間所遇到的最大問題是：人類在空間時腦和思維將發生什么變化，或者說人腦怎樣適應空間環境。因為如果設置一個這樣的環境：空間狹窄，空間以外一片漆黑并且只用細繩與地球相連，那么人在這樣的環境內不可避免就會有孤獨、生疏感和恐怖不安的情緒 。
宇宙空間站是一個空間狹窄、約有數十人的微型社會，因此地面上人與人之間的關系問題在這里同樣存在，并且關系更加直接和密切，而且這里也沒有什么消遣解悶的娛樂場所，因此，人的情緒與在地面有所不同。再一個問題就是應付自動化裝置的能力，在宇宙空間站可能到處是自動裝置，而人類還不具備與這些自動儀器直接進行“對話”的能力，而當能夠圓滿地適應宇宙空間各種自動儀器以及無重力的狹窄空間的人也可能已經不是一般意義下的空間人 了。因此，科學家們推測：占領空間的第一代人在那兒所生育的第二代、第三代，具有與地球上孩子不同的生理特點。首先，直立行走的功能可能會退化，由于形體變了，估計意識也會隨之有較大的變化，這樣就有可能出現新的人種。
阿波羅9號的宇航員R·斯韋卡特曾說過：“環境的多樣性對保持物種健全的生命力是必需的 ，尤其是惡劣和不穩定的環境。而地球上的人類環境是穩定劃一的，那么處在這種環境下的物種就會退化，甚至總有一天會因某種原因而絕種。”美國陸續出現熱氣流致死人命的事實 ，就是因為人靠自身能力調節體溫的能力下降了。
因此有人預言，人類定居空間這個惡劣的環境后，將有可能以一種新種的形式頑強地發展下去。
自古以來，人們一直幻想著在太空中建造瓊樓玉閣，幻想著在地球外的仙境中生活和居住。在古書中也常有嫦娥奔月等神話傳說。
那么在地球上生活的人類到底能否在太空中生活？這個問題從載人航天任務一提出，就成為航天科學家們所追求的最終的目標。眾所周知，人類在太空中處于失重狀態，這種狀態是人們在地球上無法體驗到的。它對人體的體位感覺和運動都有很大影響。生活在地球上的人，由于受地心引力作用可以分得清上下、左右、前后。可是到了太空中這種概念就不存在了。人在空中不會掉下來，要行動就是漂浮狀態。太空中無重力，也無上下之分，航天員在艙內不知道自己是站著還是躺著，他們常常忘記了自己手腳所在的位置，盡管心里明白，但他們還是覺得手腳不知去向，他們也時常產生跌入無底深淵的感覺。
因此，要想在太空中生活，最關鍵的是要解決人類適應失重環境。在載人飛行前，科學家們推測重力消失后，人的心血管、骨骼、肌肉、消化、內分泌、神經等系統都會發生嚴重的障礙，影響到航天員的健康。為保險起見，人類在載人飛行前就進行了一系列的生物失重飛行實驗。前蘇聯和美國曾將小狗、猴子、大白鼠、黑猩猩送入太空，發現失重并非像一些人預料得那樣可怕，失重似乎不會對生物造成太大的損傷。于是在1961年4月12日將前蘇聯航天員加加林送上天，開辟了載人航天的飛行史。
但要想讓人適應失重的環境需要有段時間適應。科學家們通過對每次飛行的研究，將人進入太空生理系統的變化分為三個適應階段：初期反應期、適應形成期、適應鞏固期。通過三個階段的適應后，人們還必須要進行一定的措施如體育鍛煉來增強人體肌能，提高生理系統的適應性。
在太空中，除失重外，還有其它因素如輻射、大氣壓力變化、多種有害氣體也對人體有影響。此外，人類要想在太空中生活還要面臨成家立業、生兒育女等許多問題，以及心理健康的問題。從前幾次人類在太空的飛行中就產生了思鄉病、恐懼癥、人際關系緊張等心理變化，如果長期在太空，人的心理障礙會更加明顯。因此人類最終能否實現在太空中生活這一愿望，還有待于科學家今后飛行的研究結果。
人類適應力的限度
人類具有適應環境的本能，如安底斯山脈和我國西藏地區的山脈都在海拔3000米以上，這里的居民已經習慣呼吸含氧量低的稀薄空氣。據研究，當地居民每1立方毫米血液中含紅血球只有50～100萬個(平原地區居民為450～500萬)，每100毫升血液中含血紅蛋白5克，這是長期適應低氧環境的結果。但人的適應力是有限度的，超過限度就會死亡，如從平地驟然快速升入6000米的高空，那里只有0.5個大氣壓，超過這個限度就有意識喪失、休克等生命危險，當達到9000米高度時，停留在1分30 秒，意識就會完全喪失。因此，噴氣式戰斗機駕駛員一定要戴氧氣罩。但僅有氧氣還不夠， 還必須有一定的氣壓。因為氧氣只有通過肺泡膜才能溶解到血液中，送往全身，而通過肺泡膜必須有一定氣壓才能實現，否則身體血液及組織中仍然缺氧。
在7500米以上的高空，氣壓只有280mmHg(毫米水銀柱)，會出現各種減壓癥，比如腹腔內氣體膨脹，引起腹痛甚至休克，神志不清，接著氣體在組織內發生氣化膨脹，造成關節和神經麻痹；當高度達到12000米以上時，即使吸入100%的純氧，肺泡里的氧分壓也低于60mmHg；到19000米時，氣壓只有47mmHg，雖然吸入純氧，但因為肺泡內已經充滿飽和水蒸氣和二氧化碳 ，因此氧氣不能被吸入肺泡，人必然會死。當氣壓降到47mmHg以下時，處于37℃的飽和水蒸氣壓與體溫37℃的體內飽和水蒸氣壓相等，體液就會沸騰起來。我們知道人體重量的70%是水分，如果這些水分全部沸騰蒸氣，人就會以破裂而告終。
太空的環境比這還要惡劣得多。首先是沒有空氣，人呆幾秒鐘就會死去，加之氣壓為零，人就像上述所說的那樣會變成破氣球；其次是溫度高，白天最高溫度達130℃，夜間最低溫度只有零下146℃；此外，宇宙間到處充滿了致死量的紫外線和宇宙線，一瞬間就可以殺死人的基因和細胞。
太空暈動癥
人在太空飛行時處于失重狀態。在失重狀態下出現的第一位問題就是太空暈動癥，每兩名宇航員中就有一人患此癥，表現為面色蒼白、出冷汗、嘔吐，像暈船一樣。因此首先要對宇航員進行旋暈適應能力的檢查，這種檢查絕不像一般人所想象的那么簡單，因為在地面上即使經過嚴格訓練，被認為是完全不會旋暈的宇航員，當他在太空“飄”起來時，立刻就會發生暈動病。因此，學者們認為這種太空暈動癥與暈車暈船的機制有所不同。
目前乘車船暈的機制還不完全清楚，比較有根據的是感覺紊亂學說。概括來說就是人姿勢要靠大腦綜合位于內耳的前庭器官以及由眼睛、皮膚、肌肉、關節而來的信處來保持，其中前庭器官中的平衡砂最重要，而在失重狀態下，原來能夠達到重力的平衡砂出現異常，因而與位置有關的信息便不能在大腦進行綜合，所以引起紊亂。而暈車暈船則是與前庭器官內三個不同方向的半規管異常有關。
太空暈動癥不是什么重病，五天后身體適應了癥狀就會消失，但它對人體會不會引起不可逆的損害，目前還不很清楚。也就是說，關于人類在太空長期停留的醫學和生理學方面的資料幾乎還沒有。
心血管系統也有變化
目前學者們對失重狀態下心臟及血液循環系統機能低下問題比較感興趣。在失重時物體沒有重量，身體內的血液及其它體液就會涌向頭部和胸部，與在地面時相比增加了2升，結果宇航員的頭、頸部明顯腫脹，心臟的搏出量也增加，疲勞過度、很快就會心力衰竭。但也有人認為，由于血液涌向上部，心臟體積將縮小10%，并且到達地面后一年才能復原。
除此以外，宇航員血液中的紅血球將減少15%，這種減少的高峰大概持續40天，之后緩解，3 個月恢復正常，因而這種變化還屬于對宇宙空間的適應性。但另外還有一類不屬于適應性的范疇，其中最危險的就是體內鈣的減少。
鈣不斷地在減少
鈣是人體生命活動必不可少的元素。人進入太空后的第一個月失去6克鈣，相當于體內總鈣量的0.5%，如果這樣持續地丟下去而得不到補充，那么8～9個月后再用任何方法補鈣都無濟于事。假若持續15個月缺鈣，就會有生命危險。此外肌肉退化也是問題。
缺鈣的原因目前認為是與激素有關。人體在異常情況下有一種保持平衡的反應，稱為“內環境穩定”，而在失重情況下，正如前面談到的體液分布平衡失常，因而“內環境穩定”受到破壞，其結果必然造成激素分泌異常，因而“內環境穩定”受到破壞，其結果必然造成激素分泌異常，以及鈣、鈉等電解質發生紊亂，從而引起全身各部分連鎖反應，發生異常。 目前日本學者已經提出了一種獨特的測定方法。采用這種方法，只要分析呼出的氣體成分變化就可以精確地了解體內呼吸、循環、代謝、體溫等多方面的變化。這種設備輕便，約20公 斤，適合在宇宙空間攜帶。
有可能產生新人類？
上面主要談的是宇宙空間對人體的不良影響，下面談談宇宙對人體的好處。據研究，在宇宙 ，人的神經知覺和能力都有增強。如宇航員曾從空間捕捉到加勒比海上船的航路并且進行了拍照，但底片上卻沒有船的痕跡，當時還以為是一時的幻覺，但后來經過調查，在拍攝當時 ，那個地方確實有船在行駛。據宇航員J·歐文說，他從空間歸來后感到頭腦變明晰了，感知敏銳，精力也更加充沛了。阿波羅14號的宇航員E·米切爾為了證實一點，還在宇宙飛船和地球間進行了精神感應(telepathy)試驗。
今后人類進出空間所遇到的最大問題是：人類在空間時腦和思維將發生什么變化，或者說人腦怎樣適應空間環境。因為如果設置一個這樣的環境：空間狹窄，空間以外一片漆黑并且只用細繩與地球相連，那么人在這樣的環境內不可避免就會有孤獨、生疏感和恐怖不安的情緒 。
宇宙空間站是一個空間狹窄、約有數十人的微型社會，因此地面上人與人之間的關系問題在這里同樣存在，并且關系更加直接和密切，而且這里也沒有什么消遣解悶的娛樂場所，因此，人的情緒與在地面有所不同。再一個問題就是應付自動化裝置的能力，在宇宙空間站可能到處是自動裝置，而人類還不具備與這些自動儀器直接進行“對話”的能力，而當能夠圓滿地適應宇宙空間各種自動儀器以及無重力的狹窄空間的人也可能已經不是一般意義下的空間人 了。因此，科學家們推測：占領空間的第一代人在那兒所生育的第二代、第三代，具有與地球上孩子不同的生理特點。首先，直立行走的功能可能會退化，由于形體變了，估計意識也會隨之有較大的變化，這樣就有可能出現新的人種。
阿波羅9號的宇航員R·斯韋卡特曾說過：“環境的多樣性對保持物種健全的生命力是必需的 ，尤其是惡劣和不穩定的環境。而地球上的人類環境是穩定劃一的，那么處在這種環境下的物種就會退化，甚至總有一天會因某種原因而絕種。”美國陸續出現熱氣流致死人命的事實 ，就是因為人靠自身能力調節體溫的能力下降了。
因此有人預言，人類定居空間這個惡劣的環境后，將有可能以一種新種的形式頑強地發展下去。
自古以來，人們一直幻想著在太空中建造瓊樓玉閣，幻想著在地球外的仙境中生活和居住。在古書中也常有嫦娥奔月等神話傳說。
那么在地球上生活的人類到底能否在太空中生活？這個問題從載人航天任務一提出，就成為航天科學家們所追求的最終的目標。眾所周知，人類在太空中處于失重狀態，這種狀態是人們在地球上無法體驗到的。它對人體的體位感覺和運動都有很大影響。生活在地球上的人，由于受地心引力作用可以分得清上下、左右、前后。可是到了太空中這種概念就不存在了。人在空中不會掉下來，要行動就是漂浮狀態。太空中無重力，也無上下之分，航天員在艙內不知道自己是站著還是躺著，他們常常忘記了自己手腳所在的位置，盡管心里明白，但他們還是覺得手腳不知去向，他們也時常產生跌入無底深淵的感覺。
因此，要想在太空中生活，最關鍵的是要解決人類適應失重環境。在載人飛行前，科學家們推測重力消失后，人的心血管、骨骼、肌肉、消化、內分泌、神經等系統都會發生嚴重的障礙，影響到航天員的健康。為保險起見，人類在載人飛行前就進行了一系列的生物失重飛行實驗。前蘇聯和美國曾將小狗、猴子、大白鼠、黑猩猩送入太空，發現失重并非像一些人預料得那樣可怕，失重似乎不會對生物造成太大的損傷。于是在1961年4月12日將前蘇聯航天員加加林送上天，開辟了載人航天的飛行史。
但要想讓人適應失重的環境需要有段時間適應。科學家們通過對每次飛行的研究，將人進入太空生理系統的變化分為三個適應階段：初期反應期、適應形成期、適應鞏固期。通過三個階段的適應后，人們還必須要進行一定的措施如體育鍛煉來增強人體肌能，提高生理系統的適應性。
在太空中，除失重外，還有其它因素如輻射、大氣壓力變化、多種有害氣體也對人體有影響。此外，人類要想在太空中生活還要面臨成家立業、生兒育女等許多問題，以及心理健康的問題。從前幾次人類在太空的飛行中就產生了思鄉病、恐懼癥、人際關系緊張等心理變化，如果長期在太空，人的心理障礙會更加明顯。因此人類最終能否實現在太空中生活這一愿望，還有待于科學家今后飛行的研究結果。
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