宇宙航银行人士是怎么着在高空上厕所的?

 威尼斯人官网     |      2020-01-06 06:43

航天员在太空的免疫力问题,近日再度引起关注。

众所周知,人在太空是属于失重状态,航天员在宇宙飞船中行动比较困难,那么长期在太空生活的宇航员是怎么保健的呢?

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问:航天员是怎样在太空上厕所的?

据英国《每日电讯报》网站报道,来自俄罗斯和加拿大科学家最近研究发现,一批在国际空间站生活半年的航天员,免疫系统发生了令人担忧的变化,甚至连普通的感冒都很难抵御。

在太空怎么作息

睡眠是人的生理需要,没有适当的睡眠人就不能得到很好的休息,就会感到疲劳。整夜睁着眼睛睡不着,是一件令人痛苦的事情,而航天员在太空恰恰就遇到这种情况。

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载人航天工程航天员系统副总设计师、航天医学基础与应用国家重点实验室主任李莹辉在接受科技日报专访时表示,载人航天任务中几大因素都会对航天员免疫系统造成影响。

主要采用周工作制和天地同步作息制度

正在睡袋中睡觉的航天员

随着载人飞船的发明,各国在太空领域的发展在一步步壮大。不过有不少人对宇航员在太空中的生活表示好奇,如何在太空中上厕所?

失重状态下免疫系统有点“懵”

首次30天驻留飞行任务,对航天员身心素质、工作能力提出了更高的要求,也给航天员健康保障、生活保障带来了更大挑战。载人航天工程航天员系统副总设计师黄伟芬说,越到后面,出情况的可能性越大。这对于航天员和地面支持团队应急处置能力是一个大的挑战。

根据美国航宇局的调查:在航天飞机飞行中,有50%的航天员晚上是靠服用安眠药才能睡觉,航天员在太空从航天药箱中取走的药物中有一多半是安眠药,航天员在太空每天晚上的睡眠时间比在地面上平均少2个多小时。由于睡眠不好,航天员常常会感到疲劳、工作效率下降、注意力不集中、反应迟钝、易发脾气,更严重的是容易发生事故、增加了载人航天的风险。研究表明,航天员如果在两周的航天飞行中总是处于这种睡眠不足状态,他们的工作能力将严重受损,相当于一个人24小时都不睡觉的工作状态。

在太空中的零重力环境下,我们并不能像在陆地上一样,就如上厕所,不仅不能让排泄物漂浮出来,连气味都不能散发,否则,在那么狭小的飞船空间里,航天员如何度过漫长的好几天?那就要归功于这个类似于“尿不湿”大小便收集器,机器上有两根管子分别用来对准大便和小便器官,能够强力吸走排泄物,同时通过除臭装置除去异味。

李莹辉介绍,淋巴结、骨髓等免疫器官,免疫细胞以及其分泌的免疫因子,构成了人体免疫的几大屏障。同时,免疫系统又分为非特异性免疫系统和特异性免疫系统。前者与生俱来,是人类在漫长进化过程中获得的一种遗传特性;后者则是经过感染或人工预防接种,使机体获得抵抗感染的能力。

载人航天工程办公室副主任武平说,随着空间飞行时间的增加,太空失重环境对人体带来的不利影响会越来越大,特别是心血管系统功能减退的问题会变得更加突出,还将出现一定程度的肌肉萎缩和骨丢失问题。此外,航天员返回地面时的重力再适应反应症状会较为明显,再适应时间也会相应延长。这对保障航天员身心健康提出新的挑战。

航天员在太空睡眠不好的原因是多方面的,载人航天本身就使人容易兴奋;在失重条件下人体处于飘浮状态,完全没有地面习惯的睡眠感觉;再加白天工作紧张和任务繁重等。特别是在航天飞行中昼夜节律发生改变,每90分钟太阳升起和落下一次,即每90分钟就是一天,而不是地面上的24小时。也就是说,在24小时之内太阳会升起16次和落下16次。航天员是在45分钟的白天和45分钟的黑夜互相交替中过日子,完全打乱了人们习惯的生活节律。这种情况如果在地面上,就是正常人也不容易入睡。

不过,大家只考虑到怎么上厕所,那么你知道上厕所一次得花多少钱吗?

航天员在太空,处于微重力环境和辐射环境下。同时他们置身于狭小空间,长期与外界隔离,还要承受高强度、大压力任务负荷。李莹辉说,前两者属于自然环境,后者属于社会环境,都会影响航天员的免疫力。

太空生活保障是重中之重。作息制度安排的合理性、食谱食品的感官接受性、卫生清洁尤其是运动后的清洁问题等,都需要加强系统设计。

为了保证航天员的睡眠,在航天飞行期间飞行控制中心仍然保持航天员在地面上习惯的生活制度,也就是说他们是按地面的钟点生活。无论是在航天飞机或是在国际空间站上,都采用单班制,航天员同时睡眠、同时起床,以免互相干扰。但是在航天飞机与国际空间站对接期间,由于两组航天员原来的作息制度不一样,就可能出现两班制,一组航天员的作息时间提前一、两个小时,或者另一组航天员的时间错后一、两个小时。

最开始宇航员们还会穿着纸尿裤,那样成本自然是很低的,不过考虑到宇航员的感受,那样是非常不舒服的,于是就有这些高科技发展出来。

据报道,莫斯科理工学院教授叶夫根尼·尼古拉耶夫说:“结果显示,在失重状态下,免疫系统表现得就像身体被感染时一样,因为人体不知道该做什么,于是试图开启所有可能的防护系统。”

生活作息方面也有很大不同。以往十几天甚至几天的飞行,时间十分宝贵,航天员在太空的任务很多,作息往往按小时甚至分钟来设计。但这次属于中期飞行,要向空间站任务的长期飞行过渡,航天员系统为航天员设计了日计划和周计划相结合的方式,主要采用周工作制和天地同步作息制度的模式,给航天员更大的自主安排和调整的权利。

为了保证航天员的睡眠,还应该给航天员提供一种相似于地面的睡眠环境。在航天飞机或国际空间站上,每个航天员都有一间长方形的睡眠小舱,舱内有睡袋、枕头、舷窗、床头灯、通风孔和放置私人物品的小箱子。不过很多航天员不愿意睡在这种小舱内,而是在地板上,天花板上或是墙壁找一个比较安静的地方,将睡袋系在上面,即可安安稳稳的睡上一觉。为了防止噪音和光亮的干扰,航天员睡觉前一般都用耳塞将耳朵堵住,并用眼罩将眼睛蒙上。为了尽可能模拟在地面睡觉的情景,这种航天睡袋是特制的,在睡袋的一边做得比较硬一些,相似于床垫。另外在航天员睡觉的时候,睡袋上还应当用两条宽的带子将身体固定住,这样使航天员有一种盖被子的感觉,同时还可防止手臂和下肢飘动。人体的手臂在脸的前方飘来飘去虽没有什么危险,但会让人感到不舒服。不过也有个别航天员既不要睡眠小舱也不要睡袋,而是愿意在完全飘浮状态中睡觉。当然航天员在太空睡觉,也像在地面一样会打鼾、做梦,甚至做恶梦。不过这些并不影响航天员的睡眠。

美国的航天厕所是从俄罗斯引进的,价格高达1700万美元。按照它的使用寿命算的话,宇航员上一次厕所需要花费1000元人民币。不过航天厕所能将排泄物直接加工成便捷式完全无污染带回地球,尿液经过处理还可变成饮用水。这种废物利用的功能,也使得成本大大降低了。而像我国的大小便收集器,成本也达到了上千美元。

李莹辉说,失重条件下的免疫功能下降,在非特异性和特异性免疫系统中都有体现。包括淋巴细胞,以及干扰素、细胞分泌、抗炎症因子等各种介素。她介绍,在地面模拟失重效应的实验以及天上的动物实验里,动物的淋巴器官都出现了萎缩,这是导致免疫力下降的重要因素之一。

黄伟芬介绍,组合体内30天生活按照“6+1”模式,6天工作,1天休整。但头尾会根据进驻天宫的情况适当调整。比如刚进驻天宫时,就像进入新家一样,首先要收拾整理,安放物品。返回地球前,航天员也要整理收拾需要带回来的物品,打扫天宫。

一个人如果夜晚睡眠不足,白天就容易打瞌睡。打瞌睡对于在太空飞行中的航天员来说是坏事或是好事?为了弄清这个问题,航宇局要求美国国家航天生物医学研究所协助进行这方面的研究。该所请了91名被试者在10天的时间内按不同的睡眠制度进行睡眠实验。研究人员发现,打瞌睡对于睡眠不足的人而言,确实有一定好处。不过为了更全面地了解打瞌睡对航天员的影响,他们准备获取更多的数据,建立一个数学模型,以便让航天员和地面飞行控制中心的工作人员都知道:航天员在什么情况下可以打瞌睡、应该睡多长时间效果最好、同时又不影响航天飞行任务的完成。

格林曾说过说:“太空厕所工作方式非常像吸尘器,使用不同的气压吸固体粪便。宇航员粪便并不是抛弃至太空之中,而是存储在空间站,之后返回至地球。”

由此导致的反应之一就是EB病毒,即带状疱疹的激活。李莹辉说,每个人都是EB病毒携带者,当身体状态不好时,它就会被激活。研究发现,该病毒在太空中的激活率更高,曾有个别航天员因此而返回。同时她表示,失重状态下,微生物的繁殖能力增强,分泌的毒素效应也加大。此消彼长,导致航天员发生疾病的危险增大。

从“神九”“神十”任务,航天员就开始实行天地同步作息制度,按照地球上的时间早起工作,晚上睡觉。“神十一”的任务,航天员自主调整的权利更大。对地面支持团队来说,尽管不像早期飞行时需要全天24小时值班,但工作量并不能简单地用更轻松来评价。为了给将来的空间站飞行积累经验,这次地面团队将对航天员在轨生活进行大量的统计、观察、记录并用于评估。

宇航员在平时训练的时候,上厕所也是一门重大课程,他们需使用固定装置将自己稳定在马桶座圈上,确保没有排泄物溅出。美国宇航局设计了一种内部带有摄像头的厕所,使他们在蹲厕时练习如何对准。

除了失重,航天员还要应对辐射。李莹辉说,如果遭受大剂量辐射暴露,或者是被重离子击中使染色体断裂,可能导致呕吐甚至急性死亡。但人们关心的更多还是辐射慢性积累产生的效应。因为淋巴系统是辐射的敏感器官,如果受到辐射影响,也会降低免疫功能。

在太空如何保障健康

你问,我答


大家好,我是首席太空官!这么久以来,大家对航天员在太空里的生活充满着好奇,那么今天我们来看看,国内外的宇航员在太空中是如果上厕所的吧!