□ 解放军总医院第九医学中心主任 顾建文
航天医疗救护队合影
6月25日,嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品安全着陆在内蒙古自治区四子王旗预定区域。这是中国航天史上又一个历史性时刻——世界首次月球背面采样返回任务圆满成功。近几年,中国航天捷报频传:神舟十八号航天员顺利进驻中国空间站、爱因斯坦探针卫星成功升空……航天医学,作为一门特殊环境医学,对发展载人航天事业起着至关重要的作用——
航天医学是发展载人航天事业的重要学科之一,而载人航天事业的发展又促进了航天医学的发展。从医学分类上说,航天医学是一门特殊的环境医学,它是由于载人航天的科学实践需要,在航空医学的基础上发展起来的。在科学研究与发展领域中,航天医学又属于生命科学的一个部分,涉及所有的医学专业,包括基础医学研究和临床医学各科,无论是治病、防病、保健和康复,还是挖掘人体的潜能都与它有关。
载人航天事业的基石
航天医学涵盖的行业内容广泛,大致可以分为八种类型。
第一项内容是,它承担着选拔人员进入太空的任务,在体制上讲,谁能进入太空要由航天医学研究部门决定。第二项内容是与航天工程技术人员一起,提出并确定载人航天器的医学和工效学的评价准则,研究与制订航天员在太空生活工作的生命保障系统的方案,并保障其实现与执行。第三项内容是研究航天特殊环境因素对人的影响和寻求有效的防护措施。第四项内容是组织航天员体质训练和锻炼,开展特殊环境的适应与防护训练和实验。第五项内容是研究航天员在航天工作中如何提高效率。第六项内容是要解决航天员在航天全过程,包括起飞、轨道飞行和再入返回地面等各阶段的医学监督和保障问题。第七项内容是研究载人航天过程中的救生问题。第八项内容是与工程技术人员合作,确定航天医学研究与实践中所用的地面模拟设备、仪器的医学标准与使用要求。
医学监督是航天医学的核心任务之一,其目的是确保航天员的健康状况,及时发现并处理异常,同时监督生命保障系统、通讯系统和救生系统的运行。医学监督任务包括:对航天员在飞行前、太空飞行中和飞行后的健康状况进行监护,及时发现身体异常状况,并采取防治措施;对涉及航天员健康和安全的生命保障系统、通讯系统和救生系统中的仪器、设备的故障进行监督,同时制定对航天员的医监指标和监督方法,以便更好地执行。
具体而言,医学监督的内容和标准在飞行各个阶段是不一样的。
在航天员训练时期到进入太空之前的医学监督,目的是及时了解与掌握航天员心理与健康状况,了解与掌握航天员在训练中的生理变化特点与规律,熟悉其个性和在训练中的各种表现,最终使其达到具备进入太空的身体条件。这种条件就是在训练中未发现有影响飞行的慢性或急性疾患;训练的各项指标合格;心理状态良好。
飞行前的医学监督,最重要的有两项,一项是对训练合格的预备航天员再进行全面体检,除一般临床各科及常规检查外,还要进行化学、细菌和免疫学检查,各项生理功能的检查,综合评定其身体是否符合进入太空的标准。飞行前医学监督的第二项工作是对飞行条件的医学标准进行检查,确认包括航天器在内的航天工程系统满足人的安全要求,监督检查救生装具中的救生包内的药品是否齐全;监督检查保障航天员生活和飞行的重要物质,如氧气、食品、水等供应量是否充足等,最后综合评价和提出当次飞行的可行性。
飞行后的医学监督基本有三项任务:一是对返回的航天员进行检疫监督;二是对航天员进行全面体检的监督执行,与医务保障人员综合评定其健康状况;三是针对具体健康情况做好航天员康复工作的监督,为下一次飞行做准备。
从萌芽到发展成熟
从1770年到19世纪的100多年的时间里,各国科学家进行了大量的气球载人、载动物的升空试验。当时人们没有认识高空环境会对人体带来危害,没有采取相应的保护措施,以致在升空中发生了人的冻伤、耳痛、意识丧失甚至死亡的严重事故。此后,人们便重视并开展高空环境的研究,逐渐认识到低压、缺氧、低温对人体的危害,这是航空医学的萌芽时期。
飞机的制造、飞行是19世纪末至20世纪初实现的。当时飞机的性能较低,航行高度仅2000米,飞行速度也仅为每小时500公里。即使这样也发生了晕机、着陆事故、飞机碰撞等亟待解决的问题。
第二次世界大战期间,特别是喷气式飞机出现后,飞机的性能提高,航行高度增加,速度提高,续航时间延长,又出现了由超重、低压、缺氧、低温等引起的医学问题,这迫使各国投入了大量人力、物力用于开展航空医学研究。
航天医学是在航空医学基础上发展起来的。20世纪40年代末至50年代初,人们进行了广泛的火箭和卫星的生物学试验。动物实验证明人类可以到宇宙航行后,苏联在20世纪60年代初首先成功实现载人航天。随后,学界研究了人在宇宙飞行的安全返回、失重对人体的影响等,证明人可以在失重条件下有效工作和健康生活。随着航天技术的发展,航天医学也相应地迅速发展。
保障航天员全面健康
随着技术的进步,航天医学在减压损伤、高空缺氧、重力作用、失重、宇宙辐射等方面的研究不断深入。面对宇宙辐射、失重环境等挑战,航天医学正不断开发新的防护措施和适应性训练方法。同时,随着航天食品的研发和昼夜节律的调整,航天员的生活质量和工作效率得到了显著提升。
航天员的食品除营养丰富、适合口味外,重要的是适合在航天条件下食用。航天时,舱内一切物体都处于失重状态,会自由飘浮。因此,航天食品中的肉酱、果酱类半固体食品可装入牙膏状的铝管内,航天员进食时挤压铝管,食物即可通过硬塑料管进入口中。这类食品方便安全,但不适合口味,现已少用。面包、点心、肉块、鸡块等可制成一口大小的块状,表面涂有一层可食用的薄膜,以防食品破碎脱屑。
罐装食品是现在使用最多、最受欢迎的航天食品,内装食品有一定的黏稠性,食用时不会飘浮,性状同地面食品一样。早期的航天食品较简单,仅是一些牙膏软管状和压缩的块状食物,现在航天食品有70多种。航天器中还有电热灶,用以加热食品。
载人航天器绕地球飞行一周,航天员可见到一次日落,一次日出。在24小时内,载人航天器会绕地球飞行十几次,这样一来,航天员一天之内会见到十几次日落日出的昼夜周期。航天员长期习惯于地球上的昼夜周期,对这种短暂的昼夜变化很不习惯,可出现睡眠不好,易醒、易疲劳,工作效率降低等。因此,航天医学工作者将航天员的作息制度按24小时为一个昼夜周期安排,基本上与地球昼夜周期同步。
此外,大负荷的航天环境适应性训练,有时会使航天员身体出现某种功能的紊乱,比如疲劳、睡眠不好、血压波动等,这时中药的调理优势可以得到充分发挥。
航天医学作为载人航天事业的重要支撑,其发展不仅关乎航天员的健康与安全,更是人类探索宇宙、实现航天梦想的基石。随着科技的不断进步,航天医学将为人类带来更多的惊喜与可能。
(刘殿如 整理)