健康與科學

太空:醫學最後疆界!

躁進的太空旅客在危害自己的健康?

撰文/柯瑞吉(Katherine Harmon Courage)
翻譯/黃榮棋

健康與科學

太空:醫學最後疆界!

躁進的太空旅客在危害自己的健康?

撰文/柯瑞吉(Katherine Harmon Courage)
翻譯/黃榮棋

自從有太空旅行以來,如何在太空中維持健康一直是個重大挑戰,這也正是美國航太總署(NASA)一直都挑選最健康的人執行太空任務的原因之一。不過新興的商業太空旅行,已準備為更大一群沒那麼健康的人開啟銀河大門。根據美國福特隆公司的估計,私人太空航空公司如果實現先前的承諾,允許一般健康的人參加太空旅行的話,那麼到了2021年,太空旅遊業可能會是個超過2萬5000名顧客、高達13億美元的商機。美國維珍銀河公司已經預訂至少680個位置,準備進行兩個半小時的飛行旅程,其中包括在地球上空超過100公里處(原則上可算是太空了)飛行大約四分鐘。而蘇俄的軌道科技公司希望能在地球上空超過320公里處,建造一座可以提供五天住宿的太空旅館。

目前雖只有大約10人自己花錢上過太空,但從1960年代累積至今的太空人經驗,我們可以猜測這一波的太空旅客可能會面臨哪些問題。太空人的主要健康問題,包括骨骼與肌肉衰弱、視力變差、噁心與失眠。除了這些風險,美國貝勒大學太空醫學所的瓊斯(Jeffrey Jones)說,沒受過訓練的旅客幾乎可以肯定會面臨眾多「先前太空人不必面對的問題」。由於人體在太空船發射與返航時面臨龐大壓力,即便只是短暫進入太空,都可能對老年人與高血壓患者產生嚴重影響。太空中待得越久,將可能加重許多常見疾病的病情,包括氣喘、心臟疾病與癌症。這些患者通常不符合NASA太空人的資格。

美國聯邦政府或州政府目前並沒有任何法規限制參加商業太空旅遊的資格,因此太空航空公司可以自行制定限飛標準。美國維珍銀河公司的發言人說,「大多數人」都可以乘坐他們的太空船。對於這個問題,臨床上有些醫生已經開始為那些想要享受太空假期的人擬定限飛的篩選標準;其他醫生則在考慮改進地球上的醫療措施,以應付太空之需。

令身體不舒服的無重力狀態

要解決的問題還多得可怕。過去半個世紀以來,研究人員已經知道,身體所有機能幾乎都會受到太空飛行的影響。太空船發射與返航讓人們處在強大重力(G力)之下,身體在加速期間所承受的壓力大小用G力表示。高G力下,心臟要更努力工作才能讓血液循環,尤其是讓血液送達腦部(這正是高G力讓人喪失意識的原因)。有些商業太空航空公司已經備有巨型離心機讓顧客乘坐,藉由快速旋轉的訓練方式來協助他們面對太空上強大的壓力,但這種訓練並不是非做不可。

像在離地表約400公里高空,以每小時2萬8000公里速度、自由落體方式繞行地球時(就像是在國際太空站)會產生無重力狀態。地球上的重力會讓我們的體液集中在下半身,但在無重力狀態下體液分佈會較均勻,此時血液會從腳跑到胸與頭。在這個過程當中,體液流經維持身體平衡的內耳管道時,會讓人感到噁心,其不適程度比疼痛更難忍受。如果再加上嘔吐,就可能造成嚴重脫水。即便學會忍受噁心,受過訓練的太空人在頭幾天的飛行還是經常想吐,可想而知,我們將會看到一堆吐到不行的人。

除了體液重新分配之外,長期無重力狀態也會使骨骼脆弱。美國國家太空生物醫學研究所主任薩頓(Jeffery Sutton)說,因為太空人在太空中不再走路,也不再進行其他重力活動,骨質密度每個月會流失1~2%。這又會增加另一項風險,因為從骨質流失的鈣會造成腎結石,這些結石也可能引起疼痛難當的尿道阻塞。

肌肉在無重力狀態下也會變差,因為整天下來它都無需用力去支撐身體重量。雖說運動可以幫助延緩這些衰退,但體液重新分配會再度造成麻煩。運動訓練過程中引起抽筋與痠痛的乳酸,會在太空中運動的肌肉裡累積到非比尋常的高濃度,使得太空中的運動必須提早結束。

特別令人憂心的是,太空對心臟肌肉的影響。加州大學舊金山分校的葛瑞能(Marlene Grenon)與同事模擬無重力狀態發現,在無重力狀態下超過24小時,血管壁內襯細胞就會改變形狀,並以不同方式附著,基因表現也會有差異。

太空旅行不僅傷身也會傷心。因為太空艙內持續的燈光與聲響,以及無重力狀態下的詭異感覺,不容易讓人好好睡上一覺。地面上在模擬長期太空旅行的結果顯示,住在封閉空間的太空人有時會變得憂鬱以及神志不清。想想看飛機乘客光是飛越大西洋就可能變成什麼樣子,要讓一群太空旅客飛七個月才到達火星,如同荷蘭組織「火星一號」想做的事,不暴動才怪!