暖屿听潮 25-07-01 00:05
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航天员体液秘闻录:太空生存背后的生理密码

#航天员##中国空间站#

在浩瀚宇宙的探索征程中,航天员们面临着无数未知的挑战,其中体液的变化,就是一个关乎生存与健康的关键谜题。从神秘的体液转移,到尿液与汗液的奇妙循环,每一滴体液都承载着太空生活的独特印记。

体液转移:太空失重下的身体“变形记”

当航天员踏入微重力的太空环境,身体就如同开启了一场奇异的“变形记”,主角便是他们的体液。航天医学中心研究一室主任杨静指出,随着重力和静水压的消失,动脉各部位的跨壁压分布和局部血流量发生显著变化,这就如同推倒了多米诺骨牌,引发了体液的迅速转移与重新分布。

微重力环境下,体液转移主要有两种方式。下肢和腹部的体液像被一只无形的大手牵引,约有2升的体液浩浩荡荡地从下半身转移至上半身,原本均匀分布的体液在身体上部大量聚集;身体上部静脉压和毛细血管流体静压增加,体液又开始由毛细血管内向血管外转移。这种奇妙的转移,最直观的体现就是宇航员的脸部变化,许多人会出现脸变胖、巩膜充血、眼窝浮肿的现象,仿佛一夜之间“胖了一圈”,而腿部的围径却明显变小 ,就像一个充了气的气球,上半身膨胀,下半身瘪了下去。

不仅如此,体液涌上大脑,还会让航天员们感受到头部胀痛和鼻塞,味觉、嗅觉也有可能改变,这些症状与在地球上的感冒症状如出一辙,却又有着截然不同的根源。美国宇航员威廉姆斯在滞留太空期间,其脸型变化就引发了广泛关注,她原本正常的面庞变得有些奇怪,下巴尖锐,脸颊凹陷 ,这正是长时间太空生活中,体液在全身快速转移流动的结果。

尿液循环:从“废物”到生命之源的神奇蜕变

在空间站这个封闭的小世界里,水资源比黄金还要珍贵,尿液循环系统便成为了关键的“生命保障线”。以中国空间站为例,这里每天可处理2.5公斤水资源,通过“尿液处理单元”,将航天员的尿液转化为纯净水,回收率高达87%,甚至超过了国际空间站的74% 。

尿液的处理过程堪称一场复杂而精密的“魔术表演”。首先要去除钙质,在太空环境中,航天员的钙质流失严重,尿液中钙含量增多,这些钙很容易析出结晶,一旦结晶就可能会堵塞阀门和过滤器,成为处理过程中的一大难题。经过预处理去除钙质后,尿液会进行渗透蒸馏,将水分与其他杂质初步分离。接着,通过离子交换、催化氧化等多道工序,进一步去除离子污染物和有机物,并进行消毒。经过至少20道工序的层层把关,最终,原本被视为“废物”的尿液,摇身一变成为了可供航天员饮用的纯净水。

据统计,截止到神舟十三号航天员返回,尿处理子系统10 - 12个小时就能处理完3天收集的尿液,一共处理尿液1700升,产生蒸馏水1400多升 。这些再生水不仅解决了航天员的饮水问题,还用于生活用水、电解制氧等,为空间站的正常运行提供了不可或缺的支持。

汗液利用:微小汗珠里的太空生存大作用

航天员在空间站里,每天都需要进行体育锻炼,以维持身体器官组织的正常运转,而在这个过程中,会产生大量的汗液。这些微小的汗珠,在太空中也有着不可忽视的大作用。

汗液首先会被作为冷凝水收集起来,经过提纯之后,这些水可以进行电解制氧,生成的氧气排放到舱内,为航天员提供呼吸所需的氧气 。通过太空水循环系统的高效净化,汗液最终也可以作为饮用水、生活用水等投入使用,实现了水资源的最大化利用。

一名航天员一天活动中人体向舱内排湿大约是1.8公斤,这些看似微不足道的汗水,经过一系列处理后,却能在太空生存中发挥关键作用,成为了空间站水资源循环利用的重要一环 。

体液研究:太空探索与人类健康的纽带

对航天员体液的研究,不仅关乎他们在太空中的生存与健康,更是为人类的太空探索和地球上的医学发展提供了宝贵的经验。

在太空环境下,体液的变化会导致一系列生理问题,如心血管调节功能失调、重力场立位耐力下降等 。许多航天员返回地面后,站立都十分困难,需要躺着被人抬出舱,这就是因为体内水分丧失和失重引起的心血管调节功能失调。通过对这些问题的研究,科学家们可以研发出针对性的防护措施和治疗方法,保障航天员的身体健康。

体液研究还能为地球上的医学发展提供新的思路。太空环境下的体液变化与地球上一些疾病的发生机制有着相似之处,通过对太空体液的研究,或许能够找到治疗这些疾病的新方法,为人类健康事业做出贡献 。

从体液转移带来的奇特身体变化,到尿液、汗液的循环利用,航天员的体液背后隐藏着无数的奥秘和挑战。这些研究不仅是太空探索的重要组成部分,更是人类对自身生理极限的不断挑战与突破,为未来更深远的太空探索奠定了坚实的基础。

发布于 湖南