人们离开地球、长期生活在外层空间的时代为期不远了。美国航天局将在九十年代中期建立永久性外层空间轨道站;计划到2005年在月球上建立基地;并旨在2035年发射飞向火星的载人飞船。

尽管太空人航天史已有20余年,但无人知道在脱离了地球的保护性大气层和重力吸引后,人在外层空间终究能活多久。

美国航天局研究中心的生命科学研究所主任、约翰 · 别林汉(John Billingham)博士最近在美国医学图书馆内举行的“航天医学研讨会”上说:“我们还不了解在外层空间失重条件下,人有无可能长期生活。”

但是,这并不意味着人无法长期生活在外层空间。航天局航天医学处的负责人弗兰克 · 苏茨曼(Frank Sulzman)博士及专家们相信:工程技术的处理可望能解决这种生物学问题。

然而,真正的困难是缺乏信息。早期的外层空间飞行规划仅仅只试图揭示人是否能活着抵达地球。因而所有的飞行为期很短,只有两周或更少的时间。

美国最长期的航天飞行是84天,在空间实验站进行生命科学实验。但这些资料已有十余年历史。如今,航天局计划者正在商讨连续多月和多年生活在外层空间。以例示之,飞船抵达火星需耗时一年半,宇航员再用数月时间探索火星,然后又用一年半时间返回地球。这样,宇航员连续三年多处于失重和星际间辐射环境中。

苏茨曼说:在飞往火星的旅途中,“如果我们能解决辐射问题,宇航员就能生存下来。但是我不知道能否返回地球。”

在长期的空间飞行后,重力具有重要的影响。1984年,苏联宇航员在“Salyut”空间轨道站创造了237天的航天记录。他们只得靠密封宇宙小舱来应付之,而且宇航员用了45天才重新恢复尚能掷球和接球的肌力。

生命科学所(美国航天局)顾问阿诺德 · 尼柯戈辛(Arnauld E. Nicogossian),说:“机体能很好地适应空间飞行,但机体的再调节却能引透麻烦。”

有关失重作用的许多研究报告注重于“外空适应综合症”的恶心和呕吐,这种综合症侵袭半数航天飞行者、而且常常类似晕动症。由于外空适应综合症使人衰弱,因而航天局一般不安排少于三天的航天飞行。其目的是让宇航员有足够的适应失重的时间。

但是,失重下的实实在在问题是体内诱发的各种各样蜕化性改变。

人是在地球重力环境中演化发展而来的。一旦重力取消,四肢的体液会漂浮、淤积在胸腔,除非通过排尿使体内总的体液水平下降。

心肌变得“不适应”。心率增加,但心收缩力减小。因为心脏无需将失重条件下的血液通过类似地球上的做功而泵向全身。当人返回地球后,重力使心脏在执行同样任务时要作更多的功。有时,在长久逗留于地球之外的失重环境中再返回地球后,因心脏泵功能的削弱可引起宇航员的晕厥。

其它机体肌肉也会衰弱。由于四肢肌肉群在失重下无需与重力抗衡,它们会衰弱。另外,由于骨钙的丢失,骨质会变得疏松。

美国空间实验室的资料表明在失重条件下、宇航员的骨质每月丢失1%。苏茨曼说:“我们还不知道这种骨钙丧失是否有稳定期。但如丢失30%的骨质,人就会发生自动性骨折,”在前往火星的三年之行中,宇航员的骨头也会像通常那样开始衰退。

失重还引起体内其他变化,其中多数变化是微妙的,其重要性尚不明了。平衡感被搅乱;肺和肾功能发生改变;食欲减退;红细胞减少;免疫系统的白细胞也出现不同寻常的反应。

加州大学生理学教授约翰 · 威士特(John B. Wester)博士说:“阐明失重等诸条件影响机体的途径亦已变得日益紧迫。详细反映失重对机体影响的探索机会迄今仍极为有限。”

航天生命科学研究的下一次机会将是“空间实验站”的发射,目前该项发射计划定于1989年12月。在今后数年中,开始为航天空间站建立的准备已无多少时间。

医学方面应付失重对人体影响的对策亦已发明 · 这些影响包括饮食、运动以及设计的可压迫机体的特殊宇航服。

运动——踏轮活动或蹬踩固定的自行车已经表明可缓和某些失重的影响。苏茨曼声称:“但是运动还不能防止人在外空的不适应。”

尼柯戈辛补充说:“目前我们尚不明了在外空何种运动形式最佳以及需要运动多长时间。”

在航天飞行中,苏联宇航员据称每周有六天安排了运动,每天活动两到四小时。但纵然如此,尼柯戈辛指出:这些宇航员的心脏和肌肉仍然有衰弱表现。

苏茨曼从经费支出角度分析,一个宇航员在外空中每小时的耗费价值一万美元,而运动用去的时间是可惜的,此外,连续数小时坐在蹬踏轮子的自行车上会使人感到厌倦。

航天局的别林汉说,如果生活在失重条件下对人是不可能的,那么航天局的工程师将考虑建造具有人造重力的旋转型航天飞机。

在外空中,人所面临的另一个严重棘手问题是辐射。地球大气层能保护生物免遭地球周围其它星体来的辐射,能防护我们免受太阳和宇宙射线的辐射杀伤。超越大气层外,唯一的保护来自飞船的外壳。宇航员在外空中滞留时间愈长,则他们接受的辐射照射量愈多,美国航天局外空飞行办公室中负责规划长期飞行计划的负责人乔斯可 · 冯 · 帕特卡默博士(Jesco H. von Puttkamer)说:“人们对外层空间中的辐射还了解甚微。我们需要有关人的基础资料,但如今尚缺如。”威士特说:“在前往火星的途中,辐射剂量水平相当高。”太阳的色球爆发可造成灾难性后果(在此类飞行中,这种爆发会增加外空中的辐射剂量)。

尼柯戈辛认为:“目前,我们还不知道如何应付辐射问题。”—旦要进行航天飞行时,将实施一些实验,旨在发明良好的能揭示辐射对人体损害的生物学特征,当前的实验主要着重于白细胞的变化。

诸如苏茨曼等设计者还担心外层空间中医疗护理实施方面的问题。尤其在飞往火星等长期航天飞行中,这种问题尤为突出。

简单的计算表明人在外空中会有所损伤,在长期的太空飞行中宇航员需要医疗保障。一项研究表明:每四年位于空间站可造成严重损伤,而每一年半在空间站则可致较小的损害。

但是在失重下,宇航员的心肺功能复苏是如何实施的?苏茨曼说:“当你挤压他人的胸腔时,你本身会被弹向反方向。”

另外,就是极为简单的静脉针穿刺又会如何呢?由于在外空没有重力能将补液瓶的滴注液吸引进入体内,来自心脏的每次收缩所致的血管压力会将体内血液通过注射针头泵入补液瓶内。

有关航天空间站上需要何种医疗设备还存在大量争论。目前,航天飞船上携带医疗用品略大于一只大号急救医药箱的规模,其原因是飞行时间较短。一旦有人患了重病或受重伤,航天飞船可在数小时内返回地面,这对病人不会引起大的伤害。

但是在空间站,宇航员却难以快速返回地球。在紧急状态下,航天飞机需用二至四周的时间才能将伤病的飞行机组成员带回地面。

苏茨曼说:“我们正在考虑外空救生艇是否能很好地解决这种问题。”早期的航天空间站计划中并不包括可紧急撤离的宇宙密封小舱,其部分原因是经费问题。

航天空间站应具有某种医疗机舱。舱内配备血液生化检验分析设置、耳线检查仪、拥有多种药品的药库以及可施行外科小手术的设备。

苏茨曼说:“在航天空间站的建造阶段,也可出现较多的宇航员外伤。有些外伤在地球上并不致命,但在外空却不然。”

在失重下,除了常规的医疗技术之应用有困难,但病人也会与地球上有差异。尼柯戈辛说:“所有这种在失重下的适应性改变对病人的治疗均将成为麻烦。”

除了缺乏有关外空中生命体的医疗资料外,生命科学在外空的研究也极少,由此,美国航天局甚至还不明确精子在外层空间能否使卵受孕,也不明了受精卵可否正常发育。

苏茨曼说:“生殖活动是人类生命的正常活动组成部分。我们目前尚未进行这方面的工作,而且在航天空间站中也无此计划。但是在将来我们将进行这方面的探索。”

[Washington Post年11月18日]