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[信息] 影响航天员健康的环境和心理因素

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发表于 2008-12-7 15:41:35 | 显示全部楼层

影响航天员健康的环境和心理因素

    1.环境因素
  宇宙空间是不适合人类生存的极端恶劣的环境,下面的一些因素是不利于航天员的健康的。
  辐射  地球外层的辐射环境包括电磁辐射和电离辐射。一般来说,电磁辐射(如无线电波、微波、红外、可见光、紫外光等)贯穿物体的能力很差,对人体伤害较小;电离辐射可以直接或间接地使物质电离或激发,贯穿物质的能力很强,使物体材料及生物细胞受到损害,对载人航天有较大的影响。载人航天的实践证明在近地球轨道较短时间的飞行,若没有太阳斑的发生,谨慎地计划好发射的时间,辐射对航天员的危害不大,在航天中所监测到的航天员辐射计量远远低于为航天员制定的个人计量限值。同时,在400km的低轨道飞行时,太阳质子事件也不会引起航天器舱内辐射剂量率的增加,因此目前的近地球轨道飞行辐射,对航天员健康影响不大。但是,在今后的星际航行中,航天员在太空中停留时间长,宇宙射线辐射剂量增加,加上失重对人体的影响更大,辐射和失重复合效应将会危害到航天员的健康,甚至生命。
  在已经过去的40多年载人航天中,由于空间辐射测量和实验条件的限制,只是初步地测量了航天员飞行中所遇到的辐射剂量及在植物中进行了一些生物学效应实验,很多辐射的生物学和医学问题还没有深入研究和解决。今后随着星际航行任务的到来,空间辐射对人体的影响将成为航天医学研究的重点。
  大气环境   近地大气环境为人类的生存提供了必要的氧气、温度、压力环境,并可以防止辐射和微流星体对人体的危害。航天时,载人航天器多在200~500km的空间飞行,在这个范围内,大气的环境为真空状态,温度可高达1000°C以上,这种恶劣的环境是不适合人生存的。但是,由于在航天器中设计了一套完整的航天器环境控制和生命保障系统,它提供了一个符合人体要求的压力、气体浓度和温度的大气环境,可以确保航天员在舱内和舱外活动时的安全、健康和高效工作。所以,从目前来看,航天大气环境对人体危害的防护问题基本解决。
  振动  载人航天中,振动伴随着航天的整个过程。在航天器的上升阶段,振动主要是由于火箭推进系统和气动力产生的,振动的强度很大;轨道飞行阶段,振动是来自于环境控制与生命保障装置的动力系统,由于航天员这时处于微重力的“悬浮”状态,直接接触到振动的机会大大减少,所以振动对航天员的影响很小;在航天器的返回阶段,除了受到返回过程中的气动与气动力产生的振动外,当飞船溅落到水面,航天员也会受到水中振动的影响,此阶段的振动强度也很大。
  失重飞行期间的振动对航天员没有什么影响,在上升段和返回段,振动作用时间相对较短,在航天器的设计中采用了减振设计,控制了振源和振动的传播途径,同时配备了个人防护装具和采用了其它防护措施,所以这两个阶段的振动对航天员的健康和工作也不构成很大的危害。
  噪声  航天噪声的产生与航天振动的产生相似,也分为三个阶段。上升段的噪声是由火箭发动机所产生的喷气噪声及通过大气层附面湍流所造成的空气动力噪声,“阿波罗”飞船在发射后60s时噪声最大,舱外噪声约为162db,舱内座椅处为125db。轨道段的噪声主要来源于生命保障系统的设备、电子设备及姿态控制推力设备,轨道段的噪声小,持续时间长,在地面容许水平内。返回段的噪声是由于附面层的湍流产生的动力噪声,其声压级与发射段最大动力区噪声相当,只是高强度噪声保持较长一些时间。在航天中,由于对航天器舱内噪声规定了限值要求,并对航天员采取了良好的个人防护措施,因此航天噪声对航天员的影响是很小的。
  乘员舱的化学污染  载人航天器的乘员舱是一个典型的密闭环境,舱内存在着有害的化学污染物质,它的主要来源是人体的代谢产物,舱内非金属材料的脱气和热分解产物,舱内仪器设备运转时释放的或设备系统故障时泄漏的物质。在正常飞行条件下,航天器舱内的环境控制与生命保障系统可以使污染物不致超过允许水平,40多年的载人航天实践表明这个系统的设计是成功的,没有发生过重大的毒理学问题。
  上述几种因素都是危害人体的因素,但是在太空中,航天员是生活在航天器的舱内,这种密闭的舱体将人与宇宙空间隔离,舱内有效的环境控制和生命保障系统,为航天员创造了一个较舒适的生活和工作环境,因此除星际航行时的辐射问题外,其它因素对航天员健康无明显的影响,影响人体最大的是重力的改变。
  超重  航天器在发射和返回的过程中,由于加速度的关系,出现了超重现象。通常采用G值的方法来表示。如果一个50公斤的人在1G的环境下他的体重是50公斤,在2G的环境中就成为100公斤,3G的环境是150公斤。过高的G值对人体是有害的,甚至致命。早期的火箭超重值是7~8G,新式火箭已降低到不超过5G。近年来由于推进技术的发展,航天飞机发射时的峰值可控制在3G 水平。正常返回的最大再入过载为+4Gx~+5Gx。航天飞机再入返回时,乘员遇到的是+Gz方向的超重作用,过载不大于3G。在发射段这种超重作用对人体影响不大,航天员都能忍受。但是,经过一段失重飞行,航天员心肺系统调节能力下降,航天中的超重对人体还是有些影响的。
  失重  在太空环境中,其它对人体有影响的物理因素都可以通过飞船座舱的设计和有效的生命保障系统加以克服。但失重这个特异因素却是人在地球上所未遇到过,而且长时间地作用于人体,它对航天员健康的影响也是最大的。
  2.心理因素
  心理障碍的表现  随着载人航天事业的不断发展,人在太空中停留的时间越来越长,现在已吹响了向火星和其他星球进军的号角,这意味着人至少要在太空中停留两年以上。随着飞行任务的复杂化,乘员不断增加,也会导致空间站乘员人际关系和心理状态越来越复杂,处理也越来越困难,从而造成航天员的心理障碍,影响航天员的工作和健康。因此,航天医学家们认为影响长期载人航天的三大要素是失重、辐射和心理。
  什么是航天员的心理障碍呢?这是由于航天员在太空飞行时,长期处在与世隔绝的太空中,密闭狭小的座舱、静寂无声的太空环境、规定好的交际方式、与地面有限的联系及失重所造成的不适感,使航天员产生了一种被遗弃的感觉,他们出现了一系列的心理问题如忧虑、厌倦、抑郁、思念亲人、人际之间关系紧张等。这些心理反应如不克服,将会影响到航天员的健康和工作。从载人飞行以来,最长的飞行时间是一年,在飞行中美国和前苏联都采用了多种措施来防止心理障碍的发生,使心理学问题没有严重地影响到航天任务的完成,但飞行中仍出现心理障碍,主要表现在思乡病、恐惧症和人际关系等方面。心理障碍对航天员的健康和工作效率也有影响,尤其在长期航天中的影响更大。据有关人员说,不管事先心理准备如何,经过何种选拔和训练,飞行30天后乘员之间可能产生敌意。一名前苏联航天员在谈体会时说:“太空的共同飞行不会是宁静的,我们在飞行中会有意见分歧,甚至对我的同事极为恼怒。但在失重状态下站立不稳,想打人都很困难,有时即使感到灰心丧气也没办法,只觉得非常疲劳,常不知为哪件事会引起争论。”
  美国和前苏联飞行的经验表明敌意不仅限于航天员之间,航天员与地面控制人员之间也会发生争吵。航天员有时故意不接受地面人员的指挥,而想自由飞行;有的需要安静地呆一会儿,不喜欢地面人员不断地打扰他们;他们有时掩盖自己的情绪和反应,当爆发时,则将怒气发泄到地面人员身上,以减轻他们的烦恼。这种情绪常有周期性的变化,时好时坏。
  飞行中的心理障碍常常影响到航天员工作情绪,甚至飞行任务的完成。例如地面指挥站需要德国航天员克雷蒂安在“和平”号飞行中进行一系列的生理功能测试。测试实验时,需要安装一些仪器,这名航天员抱怨实验太复杂,他在飞行报告中说他要花2.5小时来安装这些仪器,复杂的实验使人觉得像实验动物一样,如果“和平”号上窗开着,他将把这些装置扔出去。此外,美国“阿波罗—9”号的航天员在飞行中发生过激烈的争论,最后通过协商较好地解决了不同看法,取得一致意见。但是“阿波罗—13”号上的航天员却争论得很激烈,并和地面指挥人员也发生争执,以至航天员们坚持在飞行中停止一天工作,专门解决他们之间的分歧。航天员的这种心理障碍直接影响到任务的完成。地面指挥人员为了避免争论扩大,造成不良的后果,曾想让他们提前返回地面。虽然最后他们是按原计划的日期返回,专家们仍认为这是一次由心理障碍造成的“失败的飞行”。
  美国的哥伦比亚号航天飞机失事后,在国际空间站的三名航天员不能按时返回。对于航天专家来说,最担心的不是物资的补充,因为俄罗斯的“联盟号”货船已经送上去的物品足够航天员们在太空再停留一年。他们最担心的是航天员是否能够承受长期飞行的心理压力。因为这些航天员在地面进行的是短期飞行的心理训练,而没有进行长期飞行的心理训练。在2005年5月,美国的NASA就进行了航天员在太空长时间的生活与工作是否和谐的模拟测验,测验的结果表明航天员在地面有限的空间中长期生活和工作在一起,相互关系容易变得十分紧张,他们很难创造和谐的工作和生活的气氛。美国NASA的航天心理学家认为如果让3名国际空间站的航天员在空间站呆上一年,最可怕的莫过于心理健康,航天对他们最大的心理压力是对死亡的恐惧,当他们想到与真空的太空相隔只有一层薄薄的舱壁,随时都可能出现流星撞击飞船、氧气爆炸、太阳能帆板失灵、航天员突发心脏病等,这些都会使航天员产生恐惧的心理。
  因此,人类在征服宇宙的过程中,不仅要解决动力、运输方面的问题,也要解决航天员社会心理学方面的问题。如果人类能利用心理学方面的知识,使空间站中航天员的人际关系和心理健康都处于最佳状态,人类征服宇宙的能力也将随之推进一步。
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