“地星三号”卧床实验完成:一年期驻留与载人登月防护方案获验证
实验概况:卧床数周,模拟太空生理变化
记者21日从中国航天员科研训练中心获悉,我国已完成“地星三号”卧床实验。这项实验一方面验证了一年期任务失重综合防护方案的有效性,另一方面对全周期低变重力综合防护方案的有效性进行了验证,并系统积累了不同重力环境下、不同骨量人群的生理系统影响数据,为理解重力适应机制提供了关键依据,也为极端环境下人体生理学研究提供了可参考的实证基础。
为破解更长期驻留与登月任务的防护难题,中国航天员科研训练中心从今年5月开始实施“地星三号”卧床实验。志愿者根据不同分组,卧床总时长约为15天或30天,志愿者全程在头低位6度或头高位卧床状态下,完成用餐、洗漱、睡眠、排泄等日常活动以及相关测试。这意味着,从饮食起居到各类生理测试,志愿者都在模拟的“太空姿态”下完成,尽可能贴近真实飞行中的身体状态。
中国航天员科研训练中心曲丽娜介绍,头低位卧床是通过保持卧位姿势来模拟航天失重生理效应,人体的体液会向头和胸部转移,并且腿部骨骼肌肉相应减少了活动和刺激,这与航天员因失重出现的身体变化很接近。正因如此,卧床实验被视为在地面研究失重生理效应、检验防护手段的重要平台。
实验结果:两类防护方案均具备良好效果
实验结果表明:无论是针对骨肌和心血管系统能力提升的失重综合防护方案,还是载人月球探测低变重力防护方案,都具备很好的防护效果。具体来看:
- 失重综合防护方案:面向骨肌与心血管系统能力提升,在一年期任务场景下显示出良好的防护作用。
- 低变重力综合防护方案:面向载人月球探测任务的全周期需求,同样经受住了实验验证。
- 数据积累:实验系统收集了不同重力环境下、不同骨量人群的生理系统影响数据,为理解重力适应机制提供关键依据。
这些结果不仅关乎航天员在轨期间的身体状态,也关系到任务结束后能否顺利“重新适应”地球重力。对不同骨量人群的对比研究,则有助于回答“同样一套防护方案,对谁都有效吗”这一问题,为后续个体化防护设计提供支撑。
从“地星一号”到空间站:保障体系日趋成熟
此前,中国航天员科研训练中心曾组织开展“地星一号”“地星二号”等卧床实验,具备丰富的卧床实验开展经验。近年来,该中心依托空间站平台建设与长期在轨运行实践,在航天医学工程技术方面成果突出,已形成较为完整的航天员健康、生活、工作保障体系,总体达到国际先进水平。目前我国航天员单次最长驻留时间已达210天,已具备半年以上长期驻留保障能力,标志着我国空间站航天员保障体系日趋成熟。
为确保航天员安全和健康,该中心构建了“失重防护—营养保障—医监医保—心理保障—环境安全”五位一体、系统完善的健康保障体系,配套研制十余种锻炼设备、数百种医疗设备与用品,10天食谱周期百余种食品,强化个体化保障并实施动态调控。从锻炼、营养到医学监测与心理支持,这套体系覆盖了长期驻留的主要风险点。
展望:一年期驻留与载人登月稳步推进
目前,中国空间站已经进入长期有人驻留时代,神舟二十三号乘组1名航天员将开展一年期在轨驻留试验,载人月球探测任务稳步推进。在此背景下,“地星三号”所验证的防护方案与积累的生理数据,将为更长时间的在轨飞行和未来的登月任务提供地面实证参考。随着任务周期从半年向一年甚至更久延伸,从近地轨道走向月球表面,如何让人体在重力变化中保持健康与工作能力,仍将是航天医学持续攻关的核心课题。