太空人如何在太空中保持健康和體格

外太空從來都不是一個適合居住的地方。長期進入太空並在微重力環境下生活會對人體產生許多影響,從視力喪失到上身積液。雖然零重力條件允許太空人在空中旋轉、轉身和漂浮,這看起來令人興奮,但是重力的缺失會導致身體的肌肉開始變弱,因為它們不經常被「使用」。

為了應對長期在零重力環境下生活導致的肌肉質量和骨密度的損失,太空人每天必須鍛鍊至少一個小時。事實上,如何在太空中保護人類健康的科學研究是操作國際太空站(ISS)的科學家的主要目標之一。每年,國際太空站都會進行一系列實驗,以評估在太空中持續工作的太空人的身心健康狀況。

一個經常被投入大量資金的重要研究領域是研究和開發不會對太空人工作造成不便的健康監測系統。一個例子是加拿大航太局開發的生物監測系統。它本質上是一件內建感測器的智慧襯衫,可以測量脈搏、血壓、呼吸頻率和皮膚溫度等。還有一個頭帶可以監測血氧水平。該系統目前正在國際太空站進行測試,希望未來它不僅可以用於太空人,還可以用於地球上的醫療目的、體育研究和遠距醫療。

太空人如何在太空中保持健康和體格
加拿大航太局太空人 David Saint-Jacques 穿著 Bio-Monitor 健康感測器襯衫和頭帶。

肌張力計是歐洲太空總署的另一個想法,本質上是一種幫助測量肌肉僵硬程度的小型設備。該設備可用於測試太空人運動計畫的有效性,確保沒有重要的肌肉群被遺漏或遭受退化。

然而,影響太空人的不僅是身體上的問題。認知和感覺功能也會受到零重力環境的影響,因此這方面也需要密切監測。

這是透過諸如運動控制測試之類的系統來完成的,這些系統透過駕駛或飛行等複雜的模擬來測量。例如,模擬駕駛任務要求太空人能夠感知障礙物並以正確的空間和時間方式對其做出反應,以及同時執行多項任務。

太空人如何在太空中保持健康和體格
加拿大航太局太空人 David Saint-Jacques 主持 VECTION 會議。

然後還有更深入的測量,例如 VECTION,它研究微重力如何影響人類的運動感知。在地球上,我們可以利用前庭系統的訊號來幫助判斷物體的位置,但太空人必須適應重力不足的情況。實驗使用頭戴式顯示器測試太空人在沒有重力訊號的情況下是否能夠準確判斷物體的高度等因素。

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