航天科普:航天員是飄著(zhù)睡覺(jué)?太空環(huán)境會(huì )引發(fā)基因突變?
來(lái)源:科學(xué)辟謠
發(fā)布時(shí)間:2023-04-25
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2023年4月24日,第八個(gè)“中國航天日”,今年的主題是“格物致知,叩問(wèn)蒼穹”。

面對神秘而又浩瀚的宇宙,航天員是走在最前線(xiàn)的人,他們是在星際間航行的人,也是受到大眾關(guān)注的對象,因此關(guān)于他們的許多疑問(wèn)就會(huì )產(chǎn)生,比如,空間站的航天員都是飄著(zhù)睡覺(jué)的嗎?太空生活會(huì )改變人體基因?航天員在太空中會(huì )變胖?事實(shí)真是如此嗎?

今天,科學(xué)辟謠聯(lián)合中國航天文創(chuàng )一起揭秘真相。

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01

流言:在地球上,我們每天晚上上床睡覺(jué),早晨從床上醒來(lái),即便偶爾發(fā)生意外,也只是會(huì )掉在地上。但是到了太空中,由于航天器圍繞地球高速飛行,形成了失重的環(huán)境,導致空間站航天員都是飄著(zhù)睡覺(jué)的。

分析:這并不是事實(shí),在狹小的艙內漂浮很容易碰撞到各類(lèi)儀器設備,發(fā)生危險,所以航天員睡覺(jué)時(shí)都要專(zhuān)門(mén)把自己固定好。

在早期的神舟飛船任務(wù)階段,航天員是把睡袋在艙內固定好,然后鉆進(jìn)睡袋里睡覺(jué)的。

而現在中國載人航天已經(jīng)正式進(jìn)入了空間站時(shí)代,現在的航天員們是無(wú)比幸福的,因為他們有著(zhù)寬敞舒適的獨立睡眠區,中國空間站天和核心艙和問(wèn)天實(shí)驗艙各有三個(gè)獨立睡眠區。

天和核心艙的睡眠區為橫向設置,航天員是“躺著(zhù)”睡,問(wèn)天實(shí)驗艙的睡眠區為縱向設置,航天員是“站著(zhù)”睡,但是在失重環(huán)境下,睡覺(jué)時(shí)感覺(jué)是沒(méi)有區別的。

在睡眠區內,航天員可以根據自己的喜好,靈活的選擇睡眠區內睡袋的固定方式,有些航天員喜歡更安穩的全固定方式,有些航天員喜歡更自由的漂浮感,就采取半固定的方式,讓睡袋有一定的活動(dòng)空間。

設計師們還貼心地為每個(gè)睡眠區設置了一個(gè)舷窗,如果喜歡,隨時(shí)可以觀(guān)賞美麗的太空景觀(guān)。

02

流言:地球所在的宇宙空間中存在著(zhù)多種輻射,而航天員在執行任務(wù)時(shí)會(huì )長(cháng)時(shí)間在太空生活,他們脫離了大氣層,這些宇宙輻射會(huì )嚴重改變他們的基因。

分析:這種說(shuō)法很片面,也并沒(méi)有強有力的科學(xué)依據。宇宙中確實(shí)存在多種輻射,而輻射也是誘發(fā)基因突變的重要原因之一,但目前各國載人航天所能到達的都還屬于“近地空間”,還被地球磁場(chǎng)保護著(zhù),而且航天器艙體和艙外航天服會(huì )為他們阻擋絕大部分的宇宙射線(xiàn),科研人員也會(huì )對航天員進(jìn)行輻射劑量檢查,以確保他們的身體健康。

基因,又叫遺傳因子,它支持著(zhù)生命的基本構造和性能,生物體的生、長(cháng)、老、病、死等一切生命現象都與基因有關(guān)?;蛞话闶欠浅7€定的,在每一次復制中都可以精確進(jìn)行自我復制,然而基因的穩定性也是相對的,有時(shí)基因也會(huì )發(fā)生突變。

基因突變給了物種適應環(huán)境改變的寶貴機會(huì ),也是包括人類(lèi)在內地球上現存物種得以延續至今的關(guān)鍵,但基因突變對于生命個(gè)體而言,則大概率產(chǎn)生的是負面影響。通過(guò)現代醫學(xué)研究發(fā)現,輻射是誘發(fā)基因突變的重要原因之一,而在地球所在的宇宙空間中存在由銀河宇宙輻射、地磁捕獲輻射和太陽(yáng)質(zhì)子事件形成的電離輻射和紫外輻射、射頻輻射等非電離輻射環(huán)境。

科學(xué)界普遍認為,如果沒(méi)有大氣層及地球磁場(chǎng)的保護,地球上的生命將無(wú)法在如此強烈的輻射環(huán)境中生存。但作為人類(lèi)探索宇宙的先鋒——航天員必須在脫離了大氣層保護的宇宙空間中進(jìn)行工作。航天員進(jìn)入太空在艙內和艙外分別由航天器艙體和艙外航天服保護著(zhù),這些高科技裝備會(huì )為他們阻擋絕大部分的宇宙射線(xiàn),但即便如此,他們在太空中所受到的輻射劑量也遠大于地球上的人們。

航天員在太空環(huán)境中的基因變化問(wèn)題一直是各個(gè)航天大國所關(guān)注的重要問(wèn)題,在空間站內也一直在監控著(zhù)航天員們所受到的輻射劑量。

在世界上比較有代表性的一項針對人類(lèi)在太空環(huán)境下基因變化情況的研究是NASA對一對同卵雙胞胎宇航員的對比研究。他們是斯科特·凱利和馬克·凱利。

在2015年,斯科特執行了一次不同尋常的太空任務(wù),連續在國際空間站待了340天,而他的雙胞胎哥哥馬克則在地面工作。這次任務(wù)提供了一次極為難得的研究機會(huì )。在2019年的《科學(xué)》雜志上,研究人員發(fā)布了研究報告,研究發(fā)現在進(jìn)入太空后,斯科特的DNA甲基化率要比馬克的小一些,但這種差異最大時(shí)也不超過(guò)5%;同時(shí),斯科特的一些基因,特別是與免疫系統有關(guān)的基因表達也出現了異常,但在返回地面6個(gè)月后,超過(guò)90%的表達異?;蚧謴土苏?。

根據這項研究結果發(fā)現,經(jīng)過(guò)連續長(cháng)達近一年的太空生活,斯科特身上并未出現長(cháng)期、重大的表觀(guān)遺傳變化,這一結果令人振奮。雖然這次的研究結果并不能得出普遍性的結論,因為本次實(shí)驗對象僅為兩人對比,但仍然對人們了解宇宙環(huán)境對人體健康,尤其是基因的影響程度具有重要的意義。

目前,我國天宮空間站和國際空間站都保持著(zhù)每個(gè)飛行乘組連續在軌執行半年任務(wù)的慣例,并且會(huì )對每一名執行過(guò)飛行任務(wù)的航天員進(jìn)行輻射劑量檢查以確保他們的身體健康。隨著(zhù)世界范圍內更多的人類(lèi)有機會(huì )進(jìn)入太空,對于太空環(huán)境對人體基因影響的研究也會(huì )不斷深入,也為人類(lèi)未來(lái)奔向更深遠的星辰大海之旅做好充分準備和應對措施。

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03

流言:在《天宮TV》節目中我們可以看到航天員們在太空中的真實(shí)狀態(tài),同時(shí)還有很多細心的網(wǎng)友通過(guò)這個(gè)節目發(fā)現航天員們在太空中的臉明顯比在地面時(shí)大了一圈,于是就有傳言說(shuō)是空間站的伙食太好了,航天員們都吃胖了。

分析:網(wǎng)友們其實(shí)說(shuō)對了一半,空間站的伙食確實(shí)不錯,但造成面部看起來(lái)發(fā)胖的原因是因為在失重環(huán)境下,頭部分布的體液會(huì )變多,所以面部看起來(lái)好像胖了一圈。

由于在失重環(huán)境下航天員體內易出現水分喪失及肌肉萎縮等狀況,體重還會(huì )普遍減輕2至3公斤。

造成面部看起來(lái)發(fā)胖的真正原因其實(shí)是因為在失重的環(huán)境下,包括血液在內的各種體液在體內分布的模式產(chǎn)生了相應的變化,與地面環(huán)境相比,最明顯的就是頭部分布的體液更多了,所以面部看起來(lái)就好像胖了一圈。

除此之外還有鼻腔和口腔黏膜充血,眼窩浮腫,頭部和頸部靜脈擴張等表現。體液向頭部分布更多的同時(shí),勢必在下肢就會(huì )減少分布,所以在航天員臉變胖的同時(shí)還有一個(gè)不容易觀(guān)察到的現象就是他們的腿會(huì )變細一點(diǎn)。

這些現象在剛進(jìn)入太空的前幾天最為明顯,隨著(zhù)人體對失重環(huán)境的適應會(huì )在一定程度上逐漸緩解,當航天員返回地面一段時(shí)間后就會(huì )徹底恢復。

結論

空間站航天員睡覺(jué)時(shí)會(huì )把自己專(zhuān)門(mén)固定好;宇宙中的輻射會(huì )誘發(fā)基因突變,但目前人類(lèi)在太空活動(dòng)還都處于地球磁場(chǎng)的保護范圍以?xún)?,同時(shí)航天器艙體和艙外航天服會(huì )阻擋絕大部分宇宙射線(xiàn),科研人員也會(huì )對航天員進(jìn)行輻射劑量檢查,以確保他們的身體健康;受太空失重環(huán)境影響,血液及其他體液相比較地面會(huì )更多的在航天員頭部分布,所以航天員面部看起來(lái)會(huì )變胖。

作者|王君毅 中國科技新聞學(xué)會(huì )太空文化傳播青少年工作委員會(huì )委員

譚新鵬 航天規劃設計集團有限公司航天文創(chuàng )中心副主任

審核|賀 晨 北京機電工程總體設計部 工程師

文章由“科學(xué)辟謠”(ID:Science_Facts)出品,轉載請注明出處。



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