好讀周報／太空對人體影響有多大？肌肉量2周驟減20%、恐對視力造成永久傷害

美国太空人卢比欧飘浮在国际太空站的「世界之窗」空间。研究显示，太空人的肌肉量在抵达太空站两周后，就会骤减20%。(图／美联社)

文／陈韵涵辑

愈来愈多民间火箭参与太空飞行，加上NASA未来可能派太空人前往更遥远的火星探勘，短期太空旅行对旅客及长期任务对职业太空人的身体机能影响，逐渐受到广泛关注。

6月11日发表于科学期刊《自然》的两篇国际团队研究，追踪并分析太空人的生物样本资料库，结果发现受试对象的肾脏排泄、肝脏代谢细胞、与太空环境相关的「眼神经综合症」、体内维生素含量等普遍出现变化，但多数身体状态的改变在太空人返回地球3个月内都会陆续恢复正常。

另外，NASA持续追踪并分析数十名职业太空人在太空执行任务期间和返航后的身体状况，归纳出太空微重力环境对人体的影响。

●肌肉和骨骼／缺乏重力拉伸 迅速萎缩

在太空中，四肢缺乏重力持续拉伸，肌肉量和骨质也会迅速减少，尤其是维持脖子、背、小腿和股四头肌的肌肉。在微重力状态下，前述肌肉不用像在地球上那样努力工作，因此会迅速萎缩。

太空人的肌肉量在抵达ISS两周后，就会骤减20%；在3个月到半年的长期任务中，肌肉量会少30%。太空人的骨骼也不会像在地球上承受巨大负荷，因此会脱钙、变得脆弱且容易骨折。

科学家在太空中的每个月，都会流失1%至2%的骨质，半年最多减损10%。相较之下，地球上老人的骨质损失率为每年0.5%到1%。太空人返回地球后，最长需要4年才会恢复先前的骨质。

为解决骨骼与肌肉流失的问题，ISS太空人每天要利用阻力装置进行2.5小时的高强度训练并服用营养补充剂。

太空人每天要锻炼两个半小时，维持肌力与骨骼健康。(图／NASA)

●体重／BMI减少 肠道菌丛改变

体重在自由漂浮的微重力环境意义不大，但太空人还是要维持健康均衡饮食。

NASA的凯利孪生兄弟太空人曾做一项实验，借此观察长期太空任务对人体的影响。弟弟史考特‧凯利（Scott Kelly）在ISS长驻340天，而哥哥马克（Mark Kelly）则留在地球。结果显示，史考特的身体质量质数（BMI）减少7%，肠道菌丛明显改变，后者可能与长期暴露于辐射环境、摄取循环水及身体活动变化有关。

●视力／血液积在头部 导致水肿

在地球上，重力会让血液向下流，心脏如帮浦将血液再送往上送；在太空中，较多的血液积在头部、眼球后方和视神经周围，不仅会导致水肿，也会影响视力甚至改变眼球结构。部分太空人返回地球后，眼球状况会在一年内好转，但也可能造成永久伤害。

此外，地球有大气层保护人眼不受宇宙射线和高能太阳粒子的伤害，但太空人穿越大气层后，就只能靠NASA的各项装置阻挡辐射。ISS太空人表示，若眼睛不慎被宇宙射线和太阳粒子扫到，会看到闪光。

●神经变化／认知准确度 半年才正常

在凯利兄弟的对照实验中，凯利的认知功能速度和凖确度在他返回地球后约半年内稍微下降，推测可能是大脑要重新适应地球引力，以及回家后要调适生活。

最近一项研究显示，脑中负责储存脑脊髓液，为大脑提供营养和处理废物的右外侧脑室和第3脑室的空腔膨胀后，需要3年时间才能缩回正常尺寸。这项研究引起人们对太空人长期出任务，可能改变大脑结构的忧虑。

●皮肤／缺乏刺激 回地球易起疹

NASA目前已有5名太空人在轨道上累计停留逾300天，但主要研究仍归功连续待在ISS近一年的凯利。他从ISS回到地球6天后，皮肤变得更敏感并长疹子。

研究人员推测，凯利出任务期间缺乏皮肤刺激，可能是让他皮肤不适的原因。

●基因／DNA受干扰 男比女敏感

凯利当次任务最大的发现，是太空环境对去氧核糖核酸（DNA）的影响。

人类的染色体末端搭载可防止基因受损的「端粒」，正常情况下，老化会让端粒缩短，但凯利及其他10名太空人的状况显示，太空旅行可能让端粒变长，但返回地球后便会迅速缩短，部分情况甚至缩得比上太空之前还短。

另外，读取DNA并在细胞中制造蛋白质的基因表征变化，也与太空旅行相关，其中一些变化攸关DNA损害、骨骼形成和免疫系统对压力的反应，所幸前述变化都在凯利返回地球后半年内恢复正常。

今年6月一项新研究比较64名男、女太空人免疫系统及蛋白质基因对太空航行的反应差异，结果发现男性对太空环境的刺激较女性敏感，基因活动所受到的干扰也更多，返回地球后的恢复期也较长。

●任务篇／为取得认证 考验重重 波音太空船 延期返航

美国太空总署（NASA）与波音公司（Boeing）携手研发的太空船「星际飞机」（Starliner）因为技术问题数度延后发射，好不容易升空并与国际太空站（ISS）对接，原订返航日程又因氦气泄漏等问题，以及NASA希望太空人于7月2日执行太空漫步后再返航而一再推迟。NASA研究显示，太空人在微重力环境中停留的时间愈长，对身体各项机能的影响也愈显著。

美国太空人魏勒摩尔（Butch Wilmore）和威廉斯（Suni Williams）6月5日搭乘星际飞机前往ISS，这趟「载人飞行测试」任务是波音2019年以来进行两次无人试飞后，进一步取得NASA核发常规飞行认证的最后测试，孰料遭遇重重考验。

星际飞机最初原订升空前，发现加压推进器的氦气泄漏而喊卡，改期后准备发射的6月5日，也出现「可接受范围」内的氦气泄漏情况，太空船顺利发射、推进火箭脱离之际，氦气又漏。

星际飞机6月6日抵达ISS准备对接之际，28个操纵推进器有5具故障导致太空船无法靠近；波音紧急修改程式并调整程序，才重启4具推进器并完成对接。NASA之后宣布，为了让太空人有更多时间检查气体泄漏、推进器故障和阀门开关不正常等问题，预定返航的日期从18日改为22日，之后再延到26日。

国际太空站与星际飞机对接。(图／路透)

对于星际飞机何时返回地球，NASA「商业载人计划」经理斯蒂奇（Steve Stich）表示，「我们遵循NASA的标准任务管理团队流程，并将根据相关数据决定返航日期」。

NASA表示，ISS已排定6月24日和7月2日进行两次太空漫步任务，星际飞机会在7月2日之后安排返航时程。NASA发出声明表示，太空人并不急着离开ISS，站上有充足粮食和补给品，且ISS的人员配置与任务空档在8月中旬之前还算有余裕。

美国与俄罗斯太空人去年9月搭乘联盟MS-23太空船离开国际太空站，并于中亚哈萨克的草原利用降落伞辅助着陆前，在舱内拍合照纪念。(图／美联社)