人类在太空停留的最长时间是多少？长期太空飞行对身体有什么影响？

人类在太空停留的最长时间是多少？长期太空飞行对身体有什么影响？

人类在太空停留的最长时间是多少？长期太空飞行对身体有什么影响？这些问题一直是太空探索领域的重要研究课题。目前，单次太空任务的最长记录是 437 天，但在轨道上待得太久会对宇航员的身体产生一些令人惊讶的影响，包括肌肉、骨骼、大脑，甚至肠道微生物群的变化。

宇航员 Suni Williams 和 Butch Wilmore 计划于 2024 年 6 月 乘坐波音 Starliner 飞船前往国际空间站（ISS），执行一项为期 8 天 的任务。然而，由于飞船上的技术问题，他们的返回被推迟，最终在空间站滞留了 9 个月。

虽然他们都是经验丰富的宇航员，但即使是经验最丰富的宇航员，也无法避免长期太空旅行对身体的影响。那么，让我们看看那些曾经在太空停留更长时间的宇航员，他们的经历可以告诉我们什么。

人类在太空停留的最长时间是多少？

在 2023 年，美国宇航员 Frank Rubio 创下了美国历史上最长单次太空任务记录，他在国际空间站停留了 371 天。

• 他打破了之前 355 天的美国记录。
• 原本他预计将在 6 个月后返回地球，但由于他的飞船出现冷却液泄漏问题，NASA 认为它不再安全，因此推迟了他的返回计划。
• 这一变故使他在太空中多待了 半年，最终在 2023 年 10 月 返回地球。
• 在这 371 天里，他环绕地球 5,963 次，行程超过 1.574 亿英里（2.533 亿公里）。

尽管这个记录令人印象深刻，但它仍然远远不及人类历史上单次太空任务的最长时间——俄罗斯宇航员 Valeri Polyakov 在 1994-1995 年间，在“和平号”空间站停留了 437 天。

除此之外，2024 年 9 月，两名俄罗斯宇航员 Oleg Kononenko 和 Nikolai Chub 在国际空间站停留了 374 天，创下了国际空间站历史上最长停留时间的纪录。

• Kononenko 还打破了世界纪录，成为在太空累计停留时间最长的宇航员，他一生中在太空停留了 1,111 天。

但长时间处于太空环境会给宇航员带来巨大生理挑战，以至于这些宇航员在返回地球后，通常需要由工作人员从返回舱里抬出来。

长期太空飞行对人体的影响

长期太空飞行会影响身体的方方面面，从肌肉和骨骼到大脑、心血管系统，甚至基因表达都会受到影响。

肌肉和骨骼的变化

• 由于缺乏重力，宇航员的肌肉会迅速萎缩。
• 影响最大的肌肉 是那些在地球上用于保持身体直立的肌肉（如背部、颈部、小腿和股四头肌）。
• 肌肉质量可能在短短两周内减少 20%，在 三到六个月内减少 30%。
• 骨骼也会变得更脆弱，每月流失 1-2% 的骨密度，六个月内可能减少 10%。

在地球上，老年人每年仅流失 0.5%-1% 的骨密度，而宇航员的流失速度高得惊人。

为了减少肌肉和骨骼流失，宇航员每天要进行约 2.5 小时的锻炼，包括：

• 阻力训练（使用 NASA 特殊设计的设备，以代替举重）。
• 跑步机训练（使用弹力带固定身体）。
• 动感单车训练。

然而，研究发现，即使是高强度训练，也无法完全防止肌肉和骨骼的流失。

身高增加

• 在太空中，由于脊柱失去了重力的拉伸，宇航员的身高会增加 2-5 厘米。
• 这虽然听起来不错，但实际上会增加腰椎和颈椎问题的风险，包括腰背疼痛和椎间盘突出。

体重变化

• 太空中没有“体重”这个概念，但宇航员仍然会发生体重变化。
• 尽管 NASA 提供高营养、均衡的膳食，甚至允许宇航员在 ISS 内种植食物，但许多宇航员仍会在任务期间减重。
• 宇航员 Scott Kelly 在国际空间站停留 340 天后，体重减少了 7%。

视力变化

• 太空中的血液会更多地集中在头部，这可能会导致眼睛内部压力增加，影响视力。
• 这种情况被称为 视觉神经综合征（SANS），它会导致视力模糊、眼睛变形，甚至可能是永久性的。
• 许多宇航员在任务结束后仍然有持续的视力问题。

肠道菌群变化

• 科学家发现，太空环境会显著改变宇航员的肠道微生物群。
• 这可能与饮食变化、太空辐射、回收水系统和运动方式不同有关。
• 宇航员之间会相互“交换”微生物，这意味着 ISS 的封闭环境会导致微生物生态系统的变化。

皮肤敏感度增加

• Scott Kelly 在返回地球后，发现自己的皮肤变得异常敏感，甚至连衣服的触感都会引起不适。
• 研究人员推测，这可能是由于长期在太空中缺乏皮肤刺激导致的。

基因变化

• 太空环境会改变宇航员的 DNA 端粒（染色体的保护端）。
• 正常情况下，端粒会随着年龄增长而缩短，但在太空中，端粒反而变长了！
• 然而，一旦返回地球，端粒会迅速缩短，甚至比出发前更短。

免疫系统影响

• 宇航员的免疫系统在太空中会发生变化，他们的白细胞数量减少，对感染的抵抗力下降。
• 但研究表明，宇航员在太空中接种疫苗后，免疫系统仍然可以正常发挥作用。

为什么要研究这些影响？

NASA 研究这些生理变化，是为了未来更长时间的太空任务做准备，特别是火星任务，它可能需要 1,100 天（约 3 年） 的往返时间。

尽管还有很多问题尚未解决，但科学家希望通过对宇航员的长期追踪研究，更深入地了解如何让人类在太空中生存更长时间，并安全返回地球。

本文原文来自BBC Future，由加拿大卡尔加里华人文化中心（CACCC）翻译。