NASA的两位宇航员可能在太空中度过了九个月的不确定时光。
但真正的挑战将在他们返回地球后开始。
苏妮塔·威廉姆斯(Sunita Williams)和巴奇·威尔莫尔(Butch Wilmore)可能在低重力环境下失去了高达一半的肌肉质量,以及近五分之一的骨密度。
前宇航员发现,恢复的时间可能需要任务时长的1.5倍。这意味着今天返回的这两位宇航员可能需要一年多的时间才能完全恢复到原来的状态。
威廉姆斯和威尔莫尔最初计划于6月5日搭乘波音公司的“星际客机”(Starliner)在国际空间站(ISS)上仅停留八天。但由于一系列技术问题,NASA不得不在9月份让“星际客机”空载返回地球,而没有接回他们。
医生告诉《每日邮报》,现年59岁的威廉姆斯和62岁的威尔莫尔在长时间的太空生活后可能会非常虚弱,以至于他们一回到地球就会被担架抬进医院,并且在着陆后的几周内都无法自行行走。
他们的康复之路将从返回地球那一刻开始,分为三个阶段。
文奈·古普塔(Vinay Gupta)博士是一名肺病学家和空军退伍军人,他表示,宇航员们可能需要长达六周的康复训练才能恢复基本的身体状态。这将包括多阶段的锻炼计划和指导性的营养方案。
然而,骨骼和肌肉损失并不是他们唯一要面对的健康挑战。
英国宇航员蒂姆·皮克(Tim Peake)表示,在国际空间站(ISS)恶劣的环境中生活还可能增加他们视力受损、皮肤问题和血栓的风险。
当苏妮塔·威廉姆斯和巴奇·威尔莫尔从SpaceX的龙飞船中出来时,地球的重力会对他们虚弱的身体造成极大的负担,使得他们无法自行行走,健康专家告诉《每日邮报》。
NASA的宇航员在完成长期的ISS任务后会进行为期45天的康复计划,每天需要锻炼两小时,每周七天。
该计划根据每位宇航员的具体需求量身定制。
第一阶段
NASA宇航员任务后康复计划的第一阶段重点在于恢复力量、灵活性和行走能力。
这可能包括步态训练、关节活动范围训练和障碍物训练。
步态训练是旨在改善行走过程中的力量、平衡和协调的动作。例如,深蹲、直腿抬高、单腿站立和坐姿踏步。
为了提高关节活动范围,宇航员可以进行踝泵练习,即坐着或躺着时弯曲脚部。他们还可以做伸展运动以放松小腿、股四头肌和腿筋。
宇航员可能需要通过障碍物课程或绕过物体来提高协调性。
第二阶段
在第一阶段取得一些进展后,宇航员进入第二阶段,这一阶段增加了本体感觉训练和心肺功能再训练。
本体感觉训练可以增强身体并改善大脑对运动和位置的感知。
例如,反向弓步、带状脚尖触地和相扑深蹲结合腿部抬起。
其中一些练习较为复杂。宇航员可能被要求在单腿站立的情况下从地上捡起一个物体,这需要他们在弯腰时保持平衡。
至于心肺训练,宇航员可以使用跑步机、椭圆机或固定自行车来恢复飞行前的耐力。
第三阶段
第三阶段是最长的阶段,重点在于通过功能性发展训练使宇航员恢复到最佳的身体表现水平。
这种训练帮助宇航员重新获得工作和日常生活中所需的技能和能力,以便轻松高效地参与各项活动。
这可能包括更多的高强度练习,如跳跃深蹲、跳跃弓步、登山者动作、平板支撑和硬拉。
据NASA称,大多数宇航员在45天后能够恢复到再次执行任务的体能水平。
但有些人可能需要几个月甚至几年才能恢复,研究表明许多宇航员永远无法完全恢复骨密度。
生物医学工程师约翰·贾奎什(John Jaquish)博士告诉《每日邮报》,如果他们使用成骨负荷训练,仍然有可能恢复飞行前的骨密度,但这并不容易。
这种训练涉及通过施加压力来强化骨骼的运动,例如深蹲、弓步或跳跃。
但为了刺激骨骼生长,宇航员的骨骼需要承受体重4.2倍的负荷,贾奎什博士说。
作为参考,“世界纪录深蹲重量仅为体重的四倍,所以最低 [重量] 需要比世界纪录持有者还要大。”
肌肉萎缩
为了对抗低重力环境的影响,宇航员在国际空间站每天至少锻炼两个小时。
但医生告诉《每日邮报》,这仍然不足以阻止肌肉和骨质流失。
约翰·贾奎什博士说:“在低重力环境下度过很长时间的宇航员会失去肌肉和骨密度。”
“人体需要地球的重力,在缺乏重力的情况下,很多功能都会出现问题。”
研究表明,30至50岁的宇航员在太空中度过六个月后,会失去约一半的力量。
这不仅使他们在返回地球后身体变得虚弱,还会增加骨折和早发性骨质疏松症的风险,这是一种随着年龄增长导致骨骼变弱的疾病。
为了减少这些影响,宇航员在执行ISS任务之前确保自己处于最佳身体状态,并继续在空间站进行锻炼以保持健康。
但“现实是,他们实际上只得到了我们所有人平时在地球上走路时所得到的一部分锻炼,”古普塔博士说。
“尽管他们做了所有正确的事情(我知道他们确实做了),但毫无疑问,你会看到肌肉质量和力量的下降。”
心脏健康
不仅仅是他们的肌肉和骨骼受到影响,低重力也会影响他们的心血管健康。
这是因为血液和其他体液向上移向头部,这意味着心血管系统不需要那么努力地维持流向大脑的血流。
这可能导致血容量减少以及心脏和血管的功能减弱,NASA表示。
极端辐射
威廉姆斯和威尔莫尔在延长的ISS任务期间还将暴露在极高水平的太空辐射下。
仅仅在国际空间站待一周,宇航员受到的辐射就相当于在地球上一年的辐射量。这可能增加他们患癌症、中枢神经系统损伤、骨质流失和某些心血管疾病的风险,NASA表示。
“如果我是他们的医生,我会考虑更积极的癌症筛查策略,”古普塔博士说。
“鉴于他们有如此独特的暴露史,我们需要采取不同的方法,”他说。
除了骨质和肌肉流失以及癌症风险外,威廉姆斯和威尔莫尔可能还面临着其他严重的健康问题。
欧洲航天局宇航员蒂姆·皮克此前告诉LadBible:“我们仍在了解长期太空飞行的长期影响。但我们知道我们的皮肤会老化,视力会变化,而且更容易出现血栓。”
“这些都是相对较新的发现。我认为最长期的影响是辐射剂量,因为很难量化其影响,”他说。
2015年12月,皮克成为第一位访问国际空间站的英国宇航员。他在2016年6月完成了为期六个月的任务。
皮肤问题
研究表明,在国际空间站度过六个月会对皮肤造成严重破坏。
一组研究人员发现,宇航员的表皮在太空中变薄了近20%,可能是由于低重力导致皮肤生长和修复能力失调。
另一项研究发现,皮肤疹是国际空间站六个月内最常见的临床症状,发生频率比地球上的普通美国人群高出25%。
这些皮疹可能是由于空间站内部的刺激物或过敏原引起的,同时低重力也会削弱免疫系统。NASA表示,皮肤病变在太空中愈合得更慢。
视力问题
长期在国际空间站执行任务时,低重力还会损害宇航员的视力,有时会导致太空相关神经眼综合征(SANS)。
据NASA称,SANS是由于缺乏重力导致体液向上移动,症状包括视盘肿胀(视神经进入视网膜的地方)和眼球形状扁平化。
研究表明,宇航员的眼睛在返回地球后通常会恢复正常。
他们在国际空间站经历的向上体液转移还增加了宇航员形成血栓的风险,特别是通过一种称为太空飞行静脉血栓形成(SVT)的情况。
有些患上SVT的宇航员在返回地球后完全康复,但其他人需要额外治疗,NASA表示。
威廉姆斯和威尔莫尔在国际空间站度过了超过九个月的时间,远长于典型的长期任务。
这意味着他们所经历并必须恢复的健康影响可能比一般宇航员更为严重。
目前没有证据表明“星际客机”机组人员存在视力丧失、皮肤病变或SVT。但这并非不可能。
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