神舟十五號飛船在結束長達半年的太空飛行任務,在本月初從中國空間站返回地球。而在返回地球之前,神舟十五號飛船和神舟十六號飛船的航天員在軌實現了交接、輪換,還在空間站內拍下了合影,他們的「全家福」公布出來以後,一時間引起了很多人的熱議。因為航天員面部看起來很浮腫,這是怎麼回事?難道是太空飛行期間,航天員的伙食很好,所以航天員長胖了嗎?
通過航天員出征太空前的照片與執行飛行任務期間的照片進行對比,我們的確可以看得到航天員的面部差異還是比較大的,有一些航天員看起來甚至好像變了一個人那樣,因為在太空時他們的面部出現了十分明顯的浮腫狀況。當然,這並不是因為航天員的伙食太好了,而是因為長時間在失重的狀態下,身體發生了一系列的變化,面部變得浮腫就是其中的一個表現。
飛船、空間站的運行高度大概是在距離地面大約400公里的近地軌道,在環繞地球飛行時,這些空間站、飛船的飛行速度很快,達到或者接近地球的第一宇宙速度,正是由於這麼快的飛行速度,飛船、空間站能夠保持慣性飛行而不會馬上掉下來。也正是由於達到這樣的速度,所以飛船、空間站內就屬於失重的狀態,在飛船、空間站內生活、工作的航天員就像不受重力那樣漂浮起來,包括在空間站內的一切物體都是如此。
雖然失重狀態下,航天員可以輕輕鬆鬆就搬動很重的物體,但是也存在很多困難,比如說失重狀態下,航天員的生活、工作都會受到諸多的影響。例如擰螺絲在地面就是一個很簡單的動作,但是在外太空可能就比較困難;再例如喝水在地面也是非常簡單,但在外太空就沒那麼容易了。
最重要的是,在失重狀態下,航天員的身體不得不發生變化。在地面,我們會受到重力,所以我們的肌肉、骨骼時時刻刻都在對抗着重力,但是在進入太空執行飛行任務時,我們失去了重力的束縛,這時候我們的身體骨骼、肌肉就不再需要對抗重力,長時間執行太空飛行任務可能會出現骨質流失等問題。也正是這個原因,在地面我們受到重力,所以脊柱在重力的作用下會壓縮椎間盤,但是在進入太空後失去了重力的作用,我們身體就會變「長」,也就是在外太空我們的身高要比在地面略高一些。
我們的身體水分佔比比較高,超過60%的體重都是水,其中心臟、大腦的含水量高達73%。在地面受到重力的原因,我們的體液會自然流向下肢,所以我們的頭部體液並不會很多,但是在外太空失重的環境下,體液就沒法自然流向下肢了,整個身體的體液都會重新分配,這時候,我們頭部的體液就比在地面時更多,於是看起來航天員的面部就像長胖、浮腫了。
在長時間執行飛行任務返回地球時,航天員會面臨一個問題,那就是「重力再適應」,他們的身體各個器官、系統都需要重新適應地面的重力環境,包括前庭系統、骨骼肌肉系統、心血管系統、平衡功能、肌肉的協調性等。所以當航天員返回地球時,都需要地面工作人員打開艙門,協助他們出艙。航天員在出艙以後,也是被工作人員抬着走,或者坐在特製的椅子上面休息,隨後還會進行為期大約半年的恢復訓練,慢慢恢復身體機能,等到身體恢復正常以後就會開始參加訓練。
電推進發動機在軌「換氣」。
神舟十六號飛船的航天員乘組現在已經在軌飛行半個多月了,在過去這段時間內,航天員們在空間站內開展了大量工作,包括空間輻射生物學裝置出艙、完成空間站電推進系統大氣瓶完成在軌安裝任務等。
電推進系統也就是電推進發動機,它的工作原理是先將氙氣等惰性氣體轉化為帶電離子,然後再將這些離子加速、噴出以產生推進力,來完成空間站的姿態控制、軌道修正和軌道維持等任務。這次我們的空間站採用「換氣」,而不是「補氣」的方式來進行氙氣的補充,是電推進系統在載人航天領域的首秀,這對於空間站的長期運行來說非常這樣,大大延長了空間站電推進系統的使用壽命。