太空生活

a9917 · 发表于 2007-11-18 11:24:15

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一、太空食品成长记

　美国人想请俄罗斯帮助组织国际空间站的饮食供应，理由是俄罗斯已经有了宇航员在空间站停留一年甚至一年以上的经验，而美国的宇航员在太空连续生活的时间却没有这么长。
据俄罗斯科学院医学生物学问题研究所食品研究室主任亚·阿古列耶夫介绍，早在1994年俄美就联合研究过太空食品。不过，俄罗斯早在60年代初就开始了这项工作。
第一批太空食品陈列在加加林市的宇航博物馆内，透过玻璃可以见到40年前生产并食用的装有咖啡、汤和软糖的软管。现在宇航员食用的东西已经有了根本的变化。

　　1、软管食品：缺少营养,人发昏
      最早研制太空食品时人们认为，太空食品应当有更高的生物活性和热量，而且要高度浓缩。这些食品应能吸食，进入肠胃后要很快被吸收，产生的残渣要尽量少，因为空间站盛放废弃物和排泄物的空间十分有限。研究人员曾设想把食品制成片剂，以便宇航员随时取用，又不会影响工作。
   片剂没有制成，后来罐头食品厂根据医学家的建议，制出了用软管装的三道莱。1961年8月，苏联第二个太空人季托夫首先食用了这种新食品。他在太空飞行25小时用餐3次。季托夫回到地面后说飞行时他感到头晕，医学家还认为是失重引起的，而营养学家则认为是吃不饱造成的不适。
   后一个说法其实更有道理。想想看，太空餐的头一道菜只是一杯蔬菜汤，第二道是肝泥，最后一道是一杯黑浆果汁。一个健康的小伙子在太空这样的特定环境中，营养又跟不上，自然会头晕。

　　2、保证营养：严格加工,花样多    为了保障宇航员的正常工作状态，太空食品中加进了牛舌、鲱鱼馅饼、乌克兰红菜汤、煎肉饼和鸡排……摩尔多瓦负责研制甜食，制成了20多种果汁、15种果肉条、水果泥和蔬菜沙司。用葡萄制成的维生素片不仅十分可口，而且不用喝水就能在口内溶化。
   由维·波赫廖布金配制的混合茶(印度红茶加上撒马尔罕绿茶)曾使苏联宇航员萨维内赫在太空飞行的准备期间精神振奋。
   苏联时期对太空食品的研制高度重视。这些食品都不是成批生产的，质量无懈可击，而且绝对无毒，微生物的含量有严格控制。太空食品应当能在常温下长期保存。这是因为空间站没有冰箱，即使有容量也有限，而且还常出故障。为了试验食品的保鲜期，研究人员把它们放在特制的密封容器中，然后在模拟的太空环境里保存，定期取出化验。试验很费时间，如果食品上注明保质期为三年，那么它起码经过了三年时间的存放试验。
   对太空食品的要求超过了为最高领导人提供的食品的要求。专为苏共中央供应肉食的米高扬肉品厂为宇航员制作的熏肠硬是没有达到太空食品检验部门的要求。
　
3、俄美合作：太空食品新时代
   80年代初是苏联太空食品工业的顶峰。当时已经能够制造260种太空食品。可惜改革开始后，这个部门走了下坡路，食品种类减少到了五六十个。要维持这样的部门必须有政府的拨款，可是随着经济衰退，加上宇航员人数剧减，当然难以继续维持。
   1991年至1992年的情况更糟。虽说碳水化合物、脂肪和维生素含量依然符合要求，但是食品单调，宇航员有意见，研究人员千方百计找钱继续科研工作。恰好这时候，有关“和平号”和美国航天飞机的俄美“戈尔—切尔诺梅尔金”联合计划出台。这一计划中就包括了在太空食品领域进行合作。这对俄罗斯来说是使太空食品多样化的机会，对美国来说则是吸取经验的好时机。
   在这之前，美国宇航员在太空停留的最长时间是90个昼夜。他们使用的是经过深冻的食品。这种食品虽比罐头强，但“和平”号从未用过。它需要有冷冻箱，“和平”号第8个乘员组曾带过一个上天，但不久冷冻箱就不能工作了。
   美国解决这个问题比较容易，宇航员的食品都是成批生产的，只是在给宇航员食用前，进行了深加工和重新包装。可是俄罗斯却不行，国家明文规定宇航员的食品必须由指定单位单独制作。

　　4、新的进展：告别软管用勺叉
   目前，俄美宇航食品的合作进展正常，不同的宇航员享用的食品是不同的。准备提供给宇航员的食品由俄美两国宇航员分别品尝并打分，最高10分，低于5分的淘汰。然后由营养师开出8天的食谱，每8天循环一次。专家特别注意为第一次上天的宇航员选配食谱。尽管在太空中人的味觉不会有特别大的变化，但细微的差别还是存在的。有的人本来不吃奶渣和水果羹，可是在太空中居然视之为美食；本来爱吃的鸡，却连碰都不碰。
   现在宇航员在太空中吃些什么呢?几乎同地面上完全一样：黑面包、蜜饼、火腿、酸甜汁的猪肉、鹌鹑、波兰式梭鱼、俄罗斯奶酪、鲟鱼、蔬菜汤和红莱汤、草莓、饼干、巧克力、茶和咖啡。宇航员再也不用从软管中吸食了。它们用特制的器皿包装，可以直接放在有加热设备的工作台上，有的用聚合物包装。连第二道菜都不必吸食，可以用勺或叉子取食。
   宇航员还能吃到新鲜水果和蔬菜，不同的是，美国人爱吃洋橙、桔子或柠檬，俄国人喜欢苹果、西红柿和葱蒜。
   核桃仁奶渣是俄美宇航员都酷爱的食品。获得科学家好评的有可以帮助体内废物排泄的用沙棘汁、蜂蜜和抗氧化剂制成的饮料。冷熏马肉令宇航员食欲大振。波利亚科夫曾经在太空中利用废食品盒做模子，用饼干、榛子和甜奶渣做了一个蛋糕，让太空中的同行美餐了一顿。
   空间站是不供应酒类的。不过，“联盟”号上曾提供过用刺五加酿成的酒精饮料，遇到重大节日还能喝到装在软管里的白兰地。80年代起专家发现即使极少量酒精都会影响宇航员的工作能力，从此就不再供应酒类了。

[ 本帖最后由清风明月008 于 2007-11-18 12:18 编辑 ]

a9917 · 发表于 2007-11-18 11:26:54

二、长期的失重状态对宇航员的生命有怎样的影响

   失重是航天飞行中的一个特殊物理现象，载人航天实践证明，失重对人体的生理功能有很大影响，但不像原先想象的那样严重。
   生物在长期的进化过程中，形成了与地球重力环境相适应的生理结构与功能特征，但进入太空后，由于地球重力作用几乎完全消失，生物有机体处于一种失重状态。人类40多年的航天实践表明，微重力环境对宇航员的健康、安全和工作能力会产生重要影响，中长期航天飞行可导致宇航员出现多种生理、病理现象，主要表现为心血管功能障碍、骨丢失、免疫功能下降、肌肉萎缩、内分泌机能紊乱、工作能力下降等。
   失重可引起心血管功能的改变。失重时人体的流体静压丧失，血液和其他体液不像重力条件下那样惯常地流向下身。相反，下身的血液回流到胸腔、头部，可引起宇航员面部浮肿，头胀，颈部静脉曲张，鼻咽部堵塞，身体质量中心上移。人体的感受器感到体液增加，机体通过体液调节系统减少体液，出现体液转移反射性多尿，导致水盐从尿中排出，血容量减少，血红蛋白量也可相应减少；还可出现心律不齐、心肌缺氧以及心肌的退行性变化，并出现相应的心脏功能障碍，如心输出量减少、运动耐力降低等，返回地面后对重力不适应而易于出现心慌气短以及体位性晕厥等表现。这些可严重影响人体健康和工作效率，因而成为中长期载人航天飞行的一大障碍，也是迫切需要解决的航天医学问题。随着航天飞行的时间延长，心血管功能可在新的水平上达到新的平衡，心率、血压、运动耐力以及减少的血容量和血红蛋白可逐步恢复到飞行前的水平。
   长期失重会引起人体的骨钙质代谢紊乱。人体失重后，作用于腿骨、脊椎骨等承重骨的压力骤减，同时，肌肉运动减少，对骨骼的刺激也相应减弱，骨骼血液供应相应减少，在这种情况下，成骨细胞功能减弱，而破骨细胞功能增强，使得骨质大量脱钙并经肾脏排出体外。骨钙的丢失会造成两个后果：骨质疏松和增大发生肾结石的可能。失重所导致的骨丢失随飞行时间的延长而持续进行，而且这种骨质疏松一旦形成，回到地面重力环境下也难以逆转。俄国宇航员在和平号空间站上曾试验多种对抗措施，如每天2小时的跑台运动，穿企鹅服给以人工加载及服用特殊药物等，但未能完全解决问题。目前这仍然是航天医学需要解决的难点问题。
   长期失重还可引起对抗重力的肌肉出现废用性萎缩，宇航员在长期的航天飞行中加强肌肉锻炼可以延缓这种肌肉萎缩，回到地面重力环境中后，进行积极的肌肉锻炼可以逐步使肌肉萎缩得到一定的恢复。

[ 本帖最后由清风明月008 于 2007-11-18 12:19 编辑 ]

a9917 · 发表于 2007-11-18 11:29:27

三、治疗添麻烦

   人在太空生病，是不可避免要发生的事情，失重给在太空治病带来许多麻烦。

　　首先是诊断难，失重使胸部、头部充血，外貌发生变化，望诊、听诊难以准确。其次是化验标准是什么。如血液化验用地面上的生化指标行吗？尿液化验用什么指标？再次，用于透视检查的X射线会发生什么变化？准确吗？还有，在狭小的失重环境中，传染病患者如何隔离？生病人员的工作由谁来接替等等。
   最不好解决的是，在失重环境中如何进行外科手术？苏联曾在飞机抛物线飞行的短暂失重环境中，对兔子进行过开腹手术，初步证明可以在失重环境中进行外科手术。但这离在太空对人进行外科手术还有差距。因为在航天器的狭小空间中，不可能建大的手术室和手术台；同时，人在失重环境中免疫力已降低，手术的危险性有多大？这些都需要深入研究和创造条件来解决。
   目前，对付失重和其它航天环境对航天员的一般影响，按照预定的健康保障措施执行，其中最重要的是加强体育锻炼；对偶尔发生的小病痛，地面医生通过遥测诊断后，指导航天员服用配备的药品也可解决；对急病、重病，则需送回地面治疗。如在1985年11月，苏联航天员弗·瓦休京在“礼炮7”号航天站上患病，用“联盟T14”号飞船送回地面。
   将生病航天员送回地面，对急病患者来说，可能因丧失宝贵时间而危及生命，这是最大的问题。另一个问题是花费昂贵，一般需要2－3亿美元。因此，未来的解决办法，应在太空建医院，收治太空病人，在此之前，应视情况分别处理。1987年2月8日，苏联航天员亚·拉韦金和尤·罗曼年科乘“联盟TM2”号飞船进入“和平”号航天站工作，预计在太空生活1年，但拉韦金中途生病，地面指挥中心决定让他随另外两名短期飞行航天员一起，于这年7月30日乘原飞船返回地面治疗。后来，罗曼年科也感觉疲劳，但地面指挥中心没有让他返回地面，而是逐渐减少他的工作时间，由原来的8.5小时，逐渐减少为6.5、5.5、4.5小时，直到最后停止一切工作，使他创造了太空连续飞行326天的纪录。

[ 本帖最后由清风明月008 于 2007-11-18 12:20 编辑 ]

a9917 · 发表于 2007-11-18 11:32:34

四、疲劳和应激

      在失重环境中工作，似乎是很轻松的，其实非常累人，加之狭小环境、特殊照明、噪声和高低温的影响，使感觉功能、运动功能和中枢神经功能等都会降低，容易出现疲劳症状，降低工作效率，影响航天任务的完成。
   长期在孤独环境中超负荷地工作，不仅容易疲劳，而且容易发生心理应激。心理应激的主要表现是焦躁不安，情绪激动，睡眠中多梦，睡眠质量不高，甚至失睡、情绪低落、抑郁，常常产生错觉和幻觉，容易发火，迁怒于人，造成人际关系紧张。
      心理应激不仅影响工作，而且影响身体健康。所以航天科学工作者十分重视对心理应激的研究和处理。美国和苏联科学家曾对潜艇、南极考察站的工作人员，以及征集自愿者在航天模拟器上进行试验研究，寻找应付心理应激的方法。
   首先，在选拔航天员时，应特别重视心理素质和精神素质的选拔。
   其次，在训练航天员时要加强心理素质和精神素质的训练，其中包括航天特殊技术训练。
   第三，要随时由心理专家对飞行中航天员的心理状况进行监管，提供心理咨询，以及开展与地面人员联欢、与家人见面交谈等活动，以排解思地、思亲情绪。最后，提供医疗药物。
   一般在长期太空生活中容易产生心理应激。特别在6、7个月以上的长期航天中时有发生。
   在接近返回地球时也易产生心理应激。如1975年7月，在完成“美苏对接”任务后，美国“阿波罗”飞船上的航天员，在胜利喜悦和回家团聚的憧憬中，由于心情激动，返回程序操纵欠细腻，险些被反推火箭中未用尽的有毒推进剂毒害。
   在航天器发生重大事故危机时，也易发生心理应激。如“阿波罗13”号飞船贮氧箱爆炸后，3名航天员在缺氧、寒冷环境中努力奋战，非常疲劳，时有愠怒发生，地面上告诉他们服食兴奋剂后，才得以抑制，团结合作，谨慎地操纵飞船，胜利返回地球。
   在听到重大的航天事故消息时，也会使正在飞行的航天员产生心理应激。如2003年1月美国“哥伦比亚”号航天飞机在返回时解体，7名航天员罹难的消息传到国际航天站后，那里的航天员产生了心理应激，经过地面上的心理健康顾问的帮助，才克服悲观情绪，继续平静地在太空飞行。

[ 本帖最后由清风明月008 于 2007-11-18 12:22 编辑 ]

a9917 · 发表于 2007-11-18 11:35:35

五、睡眠学问大

　睡眠在动物界无所不在，人的一生有1/3的时间花在睡眠上。但是，就人来说，为什么要睡眠？睡眠的作用是什么？迄今仍然是没有Crack的难题。
   人进入太空以后，航天医学专家就利用特有的失重条件，对睡眠进行深入的研究。由于失重，人的方向感丧失了，所以不管人体处于什么方向，是横还是竖，是正还是倒，都可以飘浮着在空中睡眠。但是，为了安全应该睡在有防火等功能的固定着的睡袋中，以免飞船加减速时碰伤，或被流动气流推动误碰仪器设备开关。
   为了提高睡眠质量，还应创造条件，产生与地面上睡眠相同的感受，如给睡袋充气，或用绷带绑紧，使它向人体施加一定的压力，以模拟地球重力；带上眼罩，不让航天器上快速交替的昼夜节奏影响睡眠，或者用灯光模拟地面上的昼夜节奏；带上耳塞，不让仪器设备和静电产生的噪声干扰睡眠，有条件时，应设专门的消音寝室。
   在失重环境中，会产生头、四肢等可转动的肢体与躯干分离的幻觉，以及“灵魂出窍”的幻觉，特别是在朦胧的睡眠中是这样。美国一位“阿波罗”登月航天员这样说过，“当你在睡眠中发现自己身体下面没有任何支撑的东西时，会有一种掉进万丈深渊的感觉。”
   还有一名航天员，睡眠时习惯将手臂放在睡袋外。一次在他将要睡醒时，朦胧中发现有两个怪物正迎面向他飘来，吓出他一身冷汗。定过神来后，才知道那两个“怪物”原来是自己的两条手臂。在那以后，规定航天员睡眠时应将手臂放在睡袋内，如果非要放在睡袋外，应将双臂绑住。绑住手臂的另外一个作用是，不让手臂在睡梦中碰着仪器设备的开关。
   航天医学工作者除在技术层面上对失重环境中的睡眠进行研究外，也对睡眠的本质和作用进行研究。如美国曾对“天空实验室”上航天员的睡眠进行过测量，了解到失重环境中的睡眠，与以往的睡眠研究将睡眠划分的6个阶段相符，只是较深度的睡眠阶段（第三个阶段）较长，醒来的次数较少。
   现代睡眠研究认为，睡眠的过程是在慢波睡眠和快速眼部活动睡眠两种状态之间切换。对睡眠的作用是休息还是复原，是储存能量还是处理信息，则尚在争论之中。深入对失重环境中的睡眠进行研究，或许能为解开睡眠之谜提供线索。

[ 本帖最后由清风明月008 于 2007-11-18 12:23 编辑 ]

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