航天员如何应对失重挑战

来源:解放日报 作者:余晨扬/俱鹤飞 日期:2025-06-23
从神舟五号“一人一天”的天地往返,到如今一年两发载人飞船、航天员在空间站“驻留半年”的常态化驻留——在15次载人飞行任务中,李莹辉所在的航天医学全国重点实验室对航天员的健康状况进行了全过程的持续跟踪研究。

在轨期间,失重环境会对人体发起哪些生理挑战?科研团队如何构建全周期防护体系?航天员返回地球后,又需经历怎样的“重力重塑”过程?这一连串问号背后,是中国航天医学不断前行的探索轨迹。

本报记者 余晨扬 俱鹤飞

城市周刊:航天员进入太空后会有失重反应,尤其在神舟二十号航天员乘组中,有两位第一次进入太空的新同事,他们会有哪些不适?这种不适将要持续多久?会不会对工作产生影响?

李莹辉:在太空失重环境下,人体会脱离地心引力束缚,呈现飘浮状态。由于个体体质与前庭功能存在差异,每位航天员对失重的生理反应也不尽相同。部分航天员对失重刺激较为敏感,而另一些则相对耐受。

当人体首次进入失重状态时,由于重力消失导致体液重新分布,原本受重力作用向下半身聚集的体液会迅速向头部和上半身转移,同时这一重力变化会引发前庭运动病和空间失定向等症状,通常表现为头晕目眩、恶心呕吐、方向感知障碍等,是航天员进入太空后最早出现的适应性反应。

为帮助航天员更好地应对失重环境,航天员在上太空前的准备中会开展针对性的适应训练。当航天员初入太空时,为避免因失重导致的动作失衡,通常会采取轻柔缓慢的动作方式,一边适应太空失重环境,一边与先前驻留的乘组开展全面严谨的工作交接。

这些失重反应具有显著的个体差异,部分航天员仅会产生轻微的头晕不适,症状较轻者通过短暂休息即可缓解,如午睡或一夜睡眠后便能恢复。从医学角度来看,这些反应属于正常身体调节过程,是人体适应太空环境的必然现象,不会对航天员身体健康造成任何伤害。

城市周刊:在太空任务执行过程中,航天员王浩泽呈现出较为显著的“浮肿”状况,航天员蔡旭哲好像未出现类似明显症状。这一差异是否是由个体生理特性的不同所导致的呢?

李莹辉:事实上,失重反应存在显著的个体差异。正是得益于我国自主培养的航天员队伍和积累的一手数据,我们发现每个人对失重环境的生理响应各不相同;甚至同一航天员身体左右上下的不同部位,在面对失重时的反应也存在差异。这就要求我们必须采用“点对点”的精细化方式,逐一攻克相关问题。

航天员王浩泽确实存在比较明显的“浮肿”现象,其实并不是真正的浮肿,这正是典型的体液头向分布效应。在地球重力环境下,人体约三分之二的体液位于心脏水平面以下。而进入太空失重环境后,失去重力束缚的体液会逐渐向头部转移。这种体液分布的变化并非瞬间完成,而是一个慢潴留的过程。航天员刚进入太空时,这种变化往往并不显著,但随着时间推移,经过一个月左右,这种现象就会逐渐显现。当航天员返回地球后,随着身体经过重力再适应,这些现象将自然消退。

城市周刊:神舟十九号乘组返回地球后,目前身体状态如何?他们在返回后需要怎样恢复和重新适应地球环境?

李莹辉:目前,神十九乘组的身体状态非常好。在轨期间,他们在高效开展空间站科学实验、完成繁杂站务维护工作的同时,也在按照既定的失重防护方案进行各种锻炼。

从太空失重环境回到地球后,首先需要进行重力适应。所以,在返回地球前和刚回来后,要适当补充一部分体液,让航天员的身体状态能够尽快恢复;另外,通过各种动作训练,让航天员能尽快找到脚踏实地的感觉,而不是飘浮在太空中,这需要航天员的神经系统建立起“回到地球”的环路,更好地适应地球环境。当然,这个适应的速度很快。

城市周刊:随着中国载人登月工程稳步推进、各项筹备工作如火如荼开展,执行登月任务的航天员肩负着前所未有的使命与挑战。相较于空间站任务,登月对航天员的身体素质、生理机能等方面提出了哪些更高的要求?

李莹辉:相较于空间站的失重环境,月球表面呈现出独特的低重力特性,这使得载人登月任务对航天员提出了截然不同的挑战。在空间站中,航天员习惯了无重力飘浮的活动方式;而在月球表面,航天员必须在仅为地球六分之一的重力条件下,重新建立重心姿态稳定控制体系。

回顾阿波罗登月任务,航天员也常因不适应低重力环境而意外跌倒。这一现象充分说明,低重力环境下的运动稳定性控制已成为载人登月任务的难点。对于未来执行登月任务的航天员而言,如何在低重力环境中保持身体平衡、精准控制姿态,将是失重防护的重中之重。