宇航员上天一年,的确高了瘦了,但身体却仿佛衰老了几十岁?

3星期竟长高9厘米,有可能吗?

2017年12月飞上太空的日本宇航员金井宣茂,在太空生活了3周后,竟惊喜地长高了9厘米。

2018年1月9日,他在推特宣布了这一结果,瞬间就引起了轰动。

“我的身体像植物一样‘节节拔高’,我上一次身体猛长,还是在初中时代。”

在太空中的金井宣茂

为此他还表示了自己的忧虑,如果长太高了,回地球时座位究竟还能不能坐得下?

毕竟飞船的座位就是按他出发时的体型制作的。

这消息一出,好奇的网友们纷纷表示想要来一次太空之旅,体验一下“二度发育”

不过,神奇的事情后面一般都会有个神转折。

第二天早上,这位疯狂生长的日本宇航员就再次发推,澄清说这是个大乌龙

原来他并没有长高9厘米,都是自己测错的锅。

虽然对此感到很抱歉,但金井宣茂还表示松了一口气

因为“以现在的身高,搭乘飞船回地球就没问题了”。

不过!那些想要上太空体验迅速增高的朋友倒不用太过失望。

因为人被送上太空,还真的能长个。

虽然没有3个星期9厘米那么夸张,但金井宣茂还真的长高了2厘米,并不是乌龙。

其根本原因,就在于太空的失重环境

在地球环境下,重力会对人体的脊柱形成轻微压力。

但一旦切换到太空的失重环境,这种作用力就会消失。

在这种情况下,构成人体脊柱的26块椎骨间隙就会被动舒展开来。

这与我们平时躺着测身高比站着测身高要高一些的道理,是类似的。

一般情况下,在太空中宇航员平均都能长高2到5厘米不等。

但是也别高兴得太早。

因为只要回到地球上的正常重力下,一般用不了个把月时间,人类的身高就会被打回原样了。

到时候该是巨人还是巨人,霍比特人也还是霍比特人。

除了这个“不真实”的变高外,人体在太空的生理变化几乎可以说是百害而无一利的。

短暂的航天史就已经告诉我们,太空才不是什么地球人的乐土。

历经微重力与高辐射环境的宇航员,会遇到各样生理指标的改变。

如肌肉(包括心脏)萎缩、骨密度降低、体液流动重置、颅压增高、视力下降、免疫系统紊乱等。

即使经过严格训练和选拔出来的宇航员,都无法回避这些负面影响。

相信大家也曾发现过这么一个现象。

许多太空探索任务结束,重返地球的宇航员总是坐在躺椅上,被工作人员抬着出来。

因为刚回到地面,人体一时还难以承受地球的重力。

再加上宇航员在太空的长时间飞行,身体会处于极度虚弱与不适应的状态。

如果强行站立,很容易发生骨折、晕厥、呕吐或引发心脏问题等。

神十一宇航员出舱画面

虽然未曾发生宇航员直接因此丧命的事故。

但如果想要探索到太空的更深处,就必须得更加深入地了解这些负面影响。

____________

在科幻电影中,我们就经常看到在太空舱内设置有跑步机

但跑步机这个设计,可不只是供宇航员消遣的,它还有“保命功能”。

因为没有这个跑步机,宇航员还真有可能熬不过漫长的太空旅途。

在失重的环境下,人类的全身骨骼肌会发生废用性萎缩

在一切物体没有重量时,肌肉就不需要克服这些力做功,于是肌肉逐渐退化。

这种情况也发生在长期卧床的病人身上。

不过更恐怖的,还是骨骼受到的伤害。

肌肉的事可通过锻炼来抵消部分影响,但在骨头上就效果甚微了。

正常人的骨质处在一种动态平衡中,每天的骨质流失量和生成量大致相当。

但在太空的微重力下,这种平衡就会被打破,导致“破坏”快于“重建”

于是宇航员骨骼中的矿物中就会不断流失,最终患上严重的骨质疏松。

在地球上,老年女性的骨质流失为每年1%,是骨质疏松最严重的群体

但在太空,宇航员的流失速度可比老年女性快得多。

基本上,他们一个月的骨质流失率就比老年女性的一年要高,平均竟达1%-2%。

只要在国际空间站里待上半年,即使你每天都有锻炼,但你仍可能面对12%的骨密度。

这相当于在几个月的时间内,你就从20岁变成了60岁。

所以,即使帅气的宇航员是练出了完美的八块腹肌、人鱼线和马甲线并存,但他仍是一个骨头松脆的“老头儿”。

曾经就有研究表明,在失重环境下鸡胚胎虽能生长,但是其生长速度竟然还不及流失的快。

所以这才有人提出,要想移民外星,人类面临的第一健康问题就是骨质疏松。

除此之外,由肌肉组成的心脏,也存在“用进废退”的现象。

心脏不但缩小了,且因微重力原因它还会变得比地球上更圆。

2014年,一份对12名宇航员的研究发现,长时间暴露在零重力环境使得宇航员心脏的球状程度比普通人高出9.4%

“联盟TM2-和平号”宇航员拉维金,就曾因心脏多次出现心律失常而被迫终止飞行任务,提前返回地球。

此外,还有一项比较骇人听闻的调查。

在7名已经去世的阿波罗宇航员中,就有3位(即43%)是死于心血管问题的。

普通人死于心血管疾病的概率是27%,阿波罗宇航员的数据就偏高了将近一倍。

2016年中旬发布在Nature的报告数据

而与其他未参与飞形、或近地轨道飞行的宇航员相比,阿波罗号43%的概率就更高了,竟超过了4-5倍。

虽然这个研究的样本还是太小了,并不能完全说明问题,但也算是敲醒了一下警钟。

在太空中,不单只是心脏会变圆,连整个人体都会向更均匀的球状发展。

在地球上,重力会将人类的体液向下拉住。

但只要你进入失重状态,从第一秒起你下身的液体就会回流到胸腔、头部等上端位置,使身体质量重量中心上移。

在这种情况下,宇航员上半身会面部浮肿、头胀、颈部静脉曲张,甚至连胸脯都变得比平时大不少。

而他们的下身,就会明显出现腰围更小、小腿更细的情况。

在宇航员之间,他们喜欢把这叫做“太空鸟腿现象”

虽然外形上的明显变化不会影响健康,但有些变化我们肉眼是看不见的。

人的脑袋就长在人体最顶端,体液回流就会导致宇航员大脑受到挤压。

在零重力状态下,脑脊髓液会增多,导致大脑区间隙变性,造成挤压。

据科学家估计,在太空中飞行一年,头部的液体流入量就够装满一个2L的可乐瓶了。

且在执行过长期太空人物的宇航员中,均出现了大脑在颅内上移的现象。

左为正常大脑,右为长时间(4个月以上)太空飞行的大脑

虽然这大脑的变化,还未发现会改变人类的认知能力。

但事实上,许多宇航员从国际空间站返回都出现了视力问题。

科学家把这种病症叫做,“视觉障碍颅内压综合征(VIPP)”。

2017年,研究人员扫描了34名宇航员的大脑结构图,估计这种挤压就是宇航眼视力受损的原因之一。

而早在2005年,NASA就首次发现美国宇航员眼球的形状在某种程度上发生了永久性变化——不再是球形,而是变得扁平

太空生活造成的眼球变型的四个等级

除了这些因重力引起的人体不适,太空中的超强辐射也威胁着宇航员的健康。

虽然在国际空间站的屏蔽系统可以保护宇航员免受部分辐射影响。

但这并非对所有辐射类型都有效,他们仍面对着更高的健康风险。

太空,固然不适宜我们人类生活。

但人类体内就是有一个叫“好奇”的基因,带领我们去探索未知。

2010年4月,奥巴马就发出了要在2030年送人类登上火星的宣言。

当时这消息一出,很多人第一时间关心的不是载人飞船有没有能力飞那么远。

他们反而是开始诘问,宇航员到底能不能熬过如此漫长的太空飞行。

NASA的火星计划

评估结果显示,想要完成从地球飞往火星,在火星上短暂停留,再重返回地球的计划,需要长达3年时间

然而截至这个火星计划公布,还没有一个美国人在太空中持续待上超过7个月的时间。

而要论身在太空的持久性,俄罗斯才是冠军。

但即使是战斗民族,其宇航员持续执行同一太空任务的最长时间也不过14个月

俄罗斯宇航员Valery Polyakov是连续太空飞行时间最长的人,出舱时小抿了一口白兰地

这距离火星计划长达3年的旅途,还差个十万八千里。

如果无法探明长时间太空生活的影响,并克服这些损害。

人类仍会被地球的脐带牵引着,无法探寻到更远的地方。

而为了对火星计划负责,NASA在2015年就开展了一个有趣的太空生理学项目。

宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)被派到国际空间站执行为期一年的任务。

斯科特·凯利在太空站

与此同时,他还将为人类长期太空旅行,作生物学参考。

因为在地球上,他还有这一位宇航员双胞胎兄弟马克·凯利。

作为一对同卵双胞胎兄弟,他们的基因几乎是完全相同的,是不可多得的完美对照组。

不同于以往的研究,这个项目将获得大量分子水平上的数据。

研究人员将大量收集他们的基因组、分子及各种生理数据等资料。

这些采集到的数据差异,或许能够揭示人体是如何应付极端环境的。

除此之外,因为有个孪生兄弟,科学家甚至可以研究可能发生的遗传变化

根据特征,你能看出图中两人哪个是刚从太空回来的吗?

2016年斯科特·凯利在太空待了340天后,已重返地球。

当然,他也是被抬着出舱口的。

其实从他与其弟弟的合照上,就能明显感觉到两人的不同了。

斯科特原本与马克一样高,刚回地面时竟长高了5厘米

因为体液的回流,斯科特比弟弟的脸看起来是更加光滑饱满了。

与此同时,他的头也变得更大,脸也更肿了。

调皮的斯科特在玩水乒乓球

现在关于这对双胞胎的研究还在进行中,预计要在几年后才会有详细的结果。

这或许能够重燃人类对太空旅行的希望和热情。

已经有初步结果显示,斯科特的染色体端粒末端变长了。

虽然回到地球后染色体已恢复到他进太空之前的状态,但这仍让研究人员感到惊奇。

因为染色体端粒一直就像是衰老的时钟,会随着年龄渐长越变越短。

新研究刷新了太空飞行在基因方面的认知,同时也告诉了我们,宇宙可不是一场说走就走的旅行。

在这之前,走错一步都可能致使不可挽回的损失。

或许在宇宙面前,人类是渺小、脆弱且不堪一击的。

但探索未知的心,总会带着我们排除万难,领略更深、更远的视野。

 

*参考资料

钟国徽,李玉恒,凌树宽,李英贤.太空微重力环境对人体的影响及防护措施.生物学通报[J].2016(10)51

How stressful will a trip to Mars be on the human body?.NASA/JOHNSON SPACE CENTER.2017.01.30

 

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