你有沒有試過在地面上快速轉(zhuǎn)圈,結(jié)果頭暈眼花、差點(diǎn)摔倒?想象一下,要是你飄在太空艙里,周圍一片漆黑,身體輕飄飄地不受重力束縛,這時(shí)來個(gè)瀟灑的360度旋轉(zhuǎn),會不會更暈得厲害?
航天員在執(zhí)行任務(wù)時(shí),經(jīng)常需要翻滾身體調(diào)整位置,或轉(zhuǎn)動工具檢修設(shè)備。可奇怪的是,有些人剛上太空時(shí)一轉(zhuǎn)就惡心嘔吐,活像暈船一樣難受;但另一些人卻能靈活翻轉(zhuǎn),毫無不適。
這背后藏著什么秘密?難道太空的零重力環(huán)境讓人更容易“轉(zhuǎn)暈”?還是說,航天員早就練就了超強(qiáng)抗暈本領(lǐng)?
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事實(shí)上,航天員在太空旋轉(zhuǎn)時(shí)確實(shí)可能出現(xiàn)頭暈現(xiàn)象,這種現(xiàn)象有個(gè)專業(yè)名稱叫“空間運(yùn)動病”。根據(jù)NASA的統(tǒng)計(jì)報(bào)告,大約60%到80%的航天員在進(jìn)入太空初期會經(jīng)歷這種不適,通常發(fā)生在任務(wù)開始的頭幾天。
比如說,在早期阿波羅任務(wù)中,宇航員巴茲·奧爾德林曾描述過執(zhí)行艙外活動時(shí)感到惡心和眩暈,不得不暫停工作;國際空間站的現(xiàn)代任務(wù)中,也有航天員報(bào)告快速轉(zhuǎn)動頭部后頭暈加劇。
為什么在地面旋轉(zhuǎn)可能只是小問題,到了太空就變大了?核心原因在于人體平衡系統(tǒng),主要由內(nèi)耳的前庭器官控制,在微重力環(huán)境下徹底“失靈”。
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在地球上,我們之所以能站穩(wěn)不暈,全靠前庭系統(tǒng)。它像個(gè)精密儀器,包括半規(guī)管和耳石兩部分。半規(guī)管負(fù)責(zé)檢測頭部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,耳石則感知重力方向和線性加速。
當(dāng)你轉(zhuǎn)圈時(shí),半規(guī)管會向大腦發(fā)送信號“我在轉(zhuǎn)動”,同時(shí)耳石確認(rèn)“重力還在向下拉”,兩者配合默契,大腦就能協(xié)調(diào)身體平衡。但在太空微重力環(huán)境中,重力幾乎為零,耳石失去作用。
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想象航天員在空間站里旋轉(zhuǎn)身體:半規(guī)管依然報(bào)告“旋轉(zhuǎn)中”,可耳石卻沉默不語,因?yàn)闆]重力可感知。
大腦收到?jīng)_突信號,就像同時(shí)聽到兩個(gè)矛盾的指令:“左邊走!”和“右邊跑!”,頓時(shí)混亂不堪。這種信號錯(cuò)位直接導(dǎo)致頭暈、惡心、甚至嘔吐,這就是空間運(yùn)動病的主要機(jī)制。
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更關(guān)鍵的是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動會加劇這種不適,在太空,因?yàn)闆]有重力束縛,身體轉(zhuǎn)動起來更輕松、更快速。航天員可以輕輕一推艙壁就連續(xù)翻轉(zhuǎn)好幾圈,但快速旋轉(zhuǎn)會增加視覺和前庭輸入的差異。
比如航天員盯著一個(gè)固定點(diǎn)旋轉(zhuǎn),眼睛看到景象飛速變化,半規(guī)管也檢測到運(yùn)動,但缺失的耳石信號讓大腦無法確認(rèn)方向。結(jié)果大腦誤判身體在失控,觸發(fā)保護(hù)性反應(yīng):惡心和眩暈。
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NASA的人類研究項(xiàng)目數(shù)據(jù)顯示,旋轉(zhuǎn)速度是關(guān)鍵因素:緩慢轉(zhuǎn)動(如每秒半圈)可能影響較小,但快速轉(zhuǎn)動(如每秒兩圈以上)更容易引發(fā)癥狀。
不過,這因人而異。有些航天員天生前庭系統(tǒng)更敏感,像1983年航天飛機(jī)任務(wù)中的某位專家,首次入軌時(shí)一轉(zhuǎn)就嚴(yán)重不適;而另一些人通過嚴(yán)格訓(xùn)練,能更快適應(yīng)。
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那航天員如何應(yīng)對這種挑戰(zhàn)?官方溯源信息顯示,主要依靠科學(xué)訓(xùn)練和預(yù)防措施。航天機(jī)構(gòu)如NASA和ESA會在任務(wù)前對航天員進(jìn)行針對性前庭訓(xùn)練。
在地面模擬器中,受訓(xùn)者坐在旋轉(zhuǎn)椅上體驗(yàn)微重力效應(yīng),學(xué)習(xí)控制頭部運(yùn)動和呼吸技巧。
例如,通過反復(fù)練習(xí),航天員能“重新編程”大腦,學(xué)會忽略沖突信號。國際空間站的任務(wù)記錄表明,大多數(shù)航天員在入軌后24到72小時(shí)內(nèi)適應(yīng)微重力,眩暈癥狀顯著減輕或消失。
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藥物輔助也常見,比如服用抗暈藥如東莨菪堿(基于FDA批準(zhǔn)的配方),幫助緩解初期不適。有趣的是,長期駐留太空的航天員報(bào)告,適應(yīng)后旋轉(zhuǎn)反而不易暈——因?yàn)樗麄兊拇竽X“學(xué)會”了依賴視覺和觸覺信號來補(bǔ)償前庭缺失。
真實(shí)案例讓這一切更生動。2020年,NASA宇航員克里斯蒂娜·科赫在國際空間站執(zhí)行任務(wù)時(shí)提到,剛?cè)胲墪r(shí)快速轉(zhuǎn)動扳手工具會輕微頭暈,但幾天后就能流暢翻滾身體作業(yè)而不適感大減。
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背后的科學(xué)支持來自多項(xiàng)實(shí)驗(yàn):NASA的“神經(jīng)實(shí)驗(yàn)室”項(xiàng)目在空間站進(jìn)行前庭測試,使用傳感器監(jiān)測航天員頭部運(yùn)動時(shí)的腦電波變化,證實(shí)適應(yīng)過程涉及神經(jīng)可塑性,大腦重塑自身連接來處理新環(huán)境。
航天員在太空旋轉(zhuǎn)確實(shí)可能轉(zhuǎn)暈,但這并非不可克服。微重力下的前庭沖突是主因,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可能加重頭暈,但人類通過訓(xùn)練和適應(yīng)智慧地化解了危機(jī)。在星辰探索中,每一次眩暈挑戰(zhàn)都推動著科學(xué)進(jìn)步。
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