太空人在太空作業,很容易會患上「太空病」。

這不是科幻電影裡杞人憂天式的橋段,現實中的太空人一旦進入太空,很容易會患上「太空病」,嚴重者甚至會伴有頭暈、噁心、胃腸不適等症狀。比如得了病嘔吐物污染頭盔,遮掩太空人的視界,阻塞氧氣循環系統,如未能及時處理,結果將是致命的。隨着人類文明向宇宙不斷拓展,這樣的問題越來越受到重視。

在近日舉行的航太醫學與醫工結合論壇上,國際宇航科學院院士、航太中心醫院院長杜繼臣詳細解讀了「太空急救」以及航太醫學的發展前景。在他看來,隨着太空站、行星基地等太空探索步伐的加快,人類長時間在太空環境下駐留及居住,甚至開展諸如太空農業、太空製造業、太空採礦業等都將成為可能。而這些必將引發太空人員數量,以及相應作業量的增加,一個新型太空醫療體系亟待建立。

所謂航太醫學,就是以研究特殊航太環境對人類健康的影響,保障人類在航太探索中的安全、健康和有效的工作為主要目標的特種醫學學科。杜繼臣說,成功實現外太空探測是人類迄今最偉大的探索實踐之一。為了更好地將人類文明向更遠的太空深處延伸,就必須應對和克服複雜的太空環境。

有人說,太空人都是經過精挑細選、身強力壯的人類佼佼者,他們還能輕易得病?這種疑問在很大程度上忽略了太空環境的「殘酷」。

一般意義上的太空飛行,是指在海拔100公里以上的旅行,包括3種類型,分別是亞軌道飛行、近地軌道飛行、探索類飛行。這其中的近地軌道飛行,是海拔200-400公里之間的飛行,從俄羅斯的東方一號,到美國的太空梭項目,以及今天的國際太空站,幾乎所有的人類空間探索都發生在這一軌道。至於探索類太空飛行,則是指在近地球軌道之外的飛行,比如到月球,到火星,乃至其他星球的探險。

按照杜繼臣的說法,這些地方,由於缺少了地球重力及磁場的保護,與人類在漫長的進化過程中逐漸適應了的地球環境,存在着巨大的差異。

具體來看,差異有3:1.太空大環境因素,如失重或微重力、輻射、高度真空與太空漂浮物等;2.飛行器小環境因素,如隔離與幽閉空間、雜訊、生命支援系統與廢物處理系統等;3.飛行器高速飛行而產生的特殊環境因素,如發射或着陸階段的衝擊或加速度超載、太空行走負荷、其他星球表面的變重力與晝夜節律改變等。其中,失重及太空輻射是太空環境最顯著的特徵。

「這裡太空環境,勢必會對人體生理生化產生各種影響,這在數十年的航太實踐中已經得到了證明。」杜繼臣說。當然,這種影響,依據航太飛行時間的長短而有不同:小於7天的是短期作用,主要包括空間運動病與體液的頭向轉移;8-30天內的,稱之為中期作用;大於30天的則是長期作用。後兩者影響更為廣泛、涉及更多的系統。

「現有的研究證明對肌肉骨骼系統、神經系統影響較多,症狀較明顯。還會對免疫系統、血液系統、呼吸系統和泌尿系統有影響。」杜繼臣說。

那麼進入太空後,太空人一旦患病怎麼辦?

按照杜繼臣的說法,如果太空人不能返回地面治療,僅僅依賴地面醫學支援將不能適應新的情況,這就需要有在特殊的空間環境下,對急性病和外傷進行綜合處理的條件,這些都屬於急救醫學範圍。

他舉了一個例子:太空中的艙外活動及減壓病急救。艙外活動,是指人類在航天器或棲息地外部空間發生的活動,相對更加危險。在太空行走中,太空人必須穿戴特殊的服裝和設備——太空衣。

「太空衣是加壓的,但要低於正常大氣壓力,這種壓力差帶來了新的問題——減壓病。」杜繼臣說,目前空間醫學主要採用的方法是,在太空人太空行走之前,給予他們100%的氧氣以降低身體的氮氣儲存,降低減壓病的風險。未來中國的太空站在執行遠離地球軌道任務時,就可以配備1個手提式的加壓艙作為急救用。

談及未來發展,杜繼臣認為,還可以建立航天器救生系統。在他看來,載人航太中,航天器可能出現各種故障。當航天器無法繼續飛行或無法返回地球時,為了及時將太空人救回,載人航天器就要有相應的應急救生系統。

儘管蘇聯「東方」號飛船、美國「雙子星座」號飛船,都已經採用彈射座椅作為「救生方案」,但它們僅僅考慮了上升和返回階段。杜繼臣說,航天器救生系統要包括從太空人進入航天器開始後的主動段飛行、軌道飛行、返回着陸等各個階段。

「從這個角度來說,航太救生比航空救生更複雜。它所研究的範圍較廣,也是未來發展所需,任一階段可能出現危及太空人生命安全的緊急情況,應針對不同階段採取相應的救生對策與技術措施。」杜繼臣說。

他還給出一個令人欣喜的判斷:基於進入太空、太空行走、太空作業等太空環境開展的一系列醫學探索與研發工作,將是一場針對現有難治性疾病的新醫學「革命」,未來有望成為推動生命科學發展、改善人類身體狀況、延長生命周期的原動力之一。而綜合利用太空人健康保障方式方法及技術,可以解決普通人群相關健康問題。

「普及利用航太領域健康防護手段,解決普通人群的健康問題,既是對航太領域防護方式方法的完善,也是對相關產業的升級與深度發展。」杜繼臣說。