【大紀元2017年10月03日訊】（大紀元記者晨曦編譯報導）只有當宇航員處於最佳身體狀態時，美國國家航空航天局（NASA）才會允許他們離開地球。但國際空間站（ISS）上的活動範圍僅有一個足球場那麼大，長期生活在那裏，身體極易受到傷害。那麼，佩吉．惠特森，這位美國歷史上在太空中停留時間最長的宇航員，在其九個半月的微重力太空生活中，又是如何確保肌體和大腦不萎縮呢？秘訣在於，ISS上有專門為宇航員配置的健身房！
作為地球上的生命，人體並不容易適應微重力環境。在執行任務的最初幾個小時裏，半數的航天員會患上太空適應綜合症（SAS，俗稱「太空病」），直至其前庭系統重新調整後適應於失重狀態。
體液移位是另一常見問題。因為沒有重力，體液在全身範圍內分配更為廣汎——換而言之，它會從血管和細胞中滲出，導致人體最多失去22%的血漿，而血漿能夠將紅細胞輸送到身體的循環系統。在太空中，由於泵送的血液量減少，心臟開始萎縮，那麼當宇航員回到地球上時，就會產生「立位耐力不良」的症狀。
舉例說，當躺著的你迅速起身時，如果感到頭暈，即為立位耐力不良。這時，你的心率會增加且血壓會升高，以幫助更多的血液回到心臟，才不至於暈倒。
但對於宇航員來說，當回到地球上後，由於重力所致，滲出的體液會全部集中在下肢，導致發生立位耐力不良。因此他們站立的時間可能都超不過10分鐘，否則就會暈倒，這種症狀會持續一段時間。
這種體液移位還會引起其它問題，比如大大增加顱內壓，將眼球壓扁、甚至於有可能損壞視神經。NASA對退役的300名宇航員進行過調查，其中23%的短期飛行任務（少於6個月）執行者和49%的長期飛行任務執行者提到，其遠、近視力在飛行中都受到了影響，這種影響對某些人而言會持續數年。
不僅僅是心臟，在失去地球的萬有引力後，連肌肉和骨骼的功能都會下降。「其中最嚴重的是骨骼系統的骨質疏鬆，以及肌肉系統的肌肉損失和力量損失，」 NASA的一名航醫理查德.舒爾靈博士說。「心血管失調會在約三週時間內平穩下來，並不會持續惡化，但這兩種情況則會持續惡化下去。」
舒爾靈說，骨髓的變化會影響紅血球的產生，從而引起「太空飛行貧血症」，不過這對健康的人來說不會造成太大影響。此外，國際空間站大約每90分鐘環繞地球一圈，其中一半白天一半黑夜，這又給宇航員造成了另一個問題：失眠。目前NASA正在和哈佛聯手研究如何避免失眠的發生。
儘管NASA現在要求宇航員每天應有2.5小時的鍛練時間，但半年的太空生活還是會使他們平均喪失11%至17%的力量、約10%的耐力及2%到7%的骨密度。
舒爾靈解釋道，在NASA採取應對措施之前，宇航員每月骨密度的損失為1%到3%，「而55歲絕經後的婦女每年損失的骨密度為1%到2%。」更甚的是，廢棄的鈣堆積在腎臟，從而大大增加了宇航員患腎結石的概率。
健身房在國際空間站中的出現正是為了應對以上問題。共有3種器械供宇航員使用：踏車測力計，即固定式腳踏車；安裝有約束系統的固定跑步機，可以在宇航員跑步時模擬重力效應；以及先進的抗阻力訓練器（ARED），即依賴飛輪和真空筒來產生阻力的「舉重」系統。
多虧這些器械，「宇航員們返回地面時狀態好多了，恢復速度也快很多，」 舒爾靈說。「如果宇航員在空間站裏能夠堅持並認真對待身體鍛練，在完成6個月太空任務返回地面後，一般30天就能恢復其基本的力量、靈活性和耐力。」
作為多功能力量訓練器，ARED從2009年開始在ISS上投入使用。ARED最多能產生600磅阻力，可使宇航員身體所有的重要肌群都能夠得到鍛練。NASA最新還增加了腹部及腰部的鍛練要求，以緩解宇航員背部下方出現的疼痛。
NASA當前仍在進一步探索如何更好地使用ARED來改進宇航員的身體狀況，包括正在進行的綜合阻力與有氧訓練研究（SPRINT），即使用ARED進行高強度、低數量的訓練。目前ISS上的宇航員每週進行6次ARED訓練，但一般是低強度的多次重複動作的練習。SPRINT研究小組發現，如果減少到一週3天，增加強度的同時減少動作重複次數，就可以更好地避免骨骼肌質量和功能的損失。
研究還發現，間歇性的有氧運動比連續的運動更有助於保持心血管功能。因此，研究者們選定的方法是，除了在進行高強度舉重訓練時增加連續性的有氧運動外，在其它日子裏再進行間歇性的有氧運動。
隨著人類一步步對太陽系的深入探索，宇航員將再次光顧月球並最終登陸火星。而去往火星的路上就將至少耗時半年，你也一定不想以矮胖萎縮的體型踏上一個新的星球，因此，這種研究就極具價值。◇
責任編輯：朱涵儒
