NASA的太空鍛煉實驗可能會永遠改變宇航員的健身方式
更新于:2025-03-25 22:51:30

NASA 的SpaceX Crew-10宇航員將測試創新的鍛煉方法,為無法使用笨重健身器材的深空任務做準備。"Zero-T2"研究工作旨在將跑步機從鍛煉中移除,以瞭解宇航員能否在沒有跑步機的情況下保持強壯。 除了健身實驗,宇航員還將參加醫學研究,調查從視力問題到影響太空健康的遺傳因素等各種問題。 這些實驗將為人類在未來的月球和火星任務中保持健康提供重要見解。

2025年2月17日,美國太空總署(NASA)的SpaceX Crew-10任務機組人員在位於佛羅里達州甘迺迪航太中心的SpaceX的龍飛船新設施內進行機組人員設備介面測試(CEIT)時合影留念。 左起:俄羅斯航太局宇航員、任務專家基里爾-佩斯科夫(Kirill Peskov),美國太空總署宇航員、飛行員尼科爾-艾爾斯(Nichole Ayers)和指令長安妮-麥克萊恩(Anne McClain),以及日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)宇航員、任務專家大西拓哉(Takuya Onishi)參加了CEIT。 圖片來源:SpaceX

美國太空總署(NASA)定於3月12日發射的前往國際空間站(ISS)的SpaceX Crew-10任務將包括鍛煉和醫學研究,以説明宇航員在長期任務中保持健康。 四人乘員組中的部分成員將參加以保持太空健康為重點的研究。

在空間站上,宇航員可以進入一個指定的訓練區,該訓練區配備了舉重系統、固定自行車和名為 T2 的專用跑步機。 空間站的大小允許使用笨重的鍛煉設備,這有助於宇航員在太空和返回地球后保持體力和整體健康。

國際空間站上的宇航員通常每天鍛煉兩小時。 從跑步、騎自行車到舉重,了解機組成員如何在太空中完成健身計劃,並致力於保持健康--即使是在微重力狀態下。 資料來源:美國太空總署

然而,隨著美國太空總署(NASA)計劃未來在低地球軌道以外執行任務,航太器上的空間將更加有限,跑步機等大型鍛煉設備將變得不切實際。 步行和跑步是宇航員目前鍛煉的主要內容,美國宇航局仍在研究長時間沒有跑步機的太空飛行會對肌肉力量、骨骼健康和運動功能產生怎樣的影響。 為此,研究人員正在修改訓練方案,包括測試不使用跑步機的鍛煉方法,以找到有效的方法讓宇航員在深空任務中保持強壯和健康。

在一項名為"Zero-T2"的持續研究中,考察隊員被分為三組,採用不同的鍛煉方案。 一組繼續正常鍛煉,使用軌道綜合體上的所有可用設備。 第二組放棄使用跑步機,只依靠其他可用設備。 第三組則只使用一種新的、試驗性的、不太笨重的健身器。 美國太空總署(NASA)將比較各組在飛行前、飛行中和飛行後收集到的健康數據,以確定不使用跑步機是否會對機組人員的體能、肌肉表現和返回地球后的恢復產生負面影響。

"跑步機需要大量的品質、空間和能量。 這對於每公斤都很重要的火星任務來說並不是一件好事,"NASA宇航員馬修-多米尼克解釋說,他在2024年擔任NASA SpaceX Crew-8任務指揮官期間參與了同一項研究。"Zero-T2實驗正在幫助我們弄清楚,我們是否可以不用跑步機而仍然保持健康。"

Zero-T2研究的結果將説明研究人員確定無跑步機鍛煉會如何影響機組人員的健康,進而幫助美國太空總署(NASA)為未來的深空任務制定切實可行的鍛煉方案。 此外,這項調查還有助於改進地球上用於預防或治療骨骼、肌肉和心血管健康的運動設備的設計。

除"Zero-T2"研究外,NASA還將選擇部分乘員在執行任務期間進行由該機構人類研究計劃支援的其他研究。 參與研究的乘員將進行體檢、提供生物樣本、記錄與太空飛行有關的損傷等任務。

休斯頓約翰遜航太中心的美國太空總署科學家切麗-歐布雷解釋說:"宇航員根據自己的興趣選擇參加哪些研究,這些實驗解決了與載人航天相關的重要風險和差距。"她幫助監督空間站上開展的載人研究。

一組名為CIPHER(人類探索研究綜合協議補充)的實驗將説明研究人員了解人體的多個系統如何適應不同的任務持續時間。 CIPHER 研究成員將完成視力評估、認知測試和核磁共振掃描,以説明更清楚地了解整個身體如何受到太空的影響。

"CIPHER實驗跟蹤眼睛、骨骼、心臟、肌肉、免疫系統等的變化,"Oubre說。"這項調查是迄今為止對長期太空飛行如何影響整個人體進行的最全面的概述,有助於我們推進人類對月球、火星和其他地方的探險。"

一些機組成員還將為一套名為太空飛行標準測量的核心測量專案做出貢獻。 這些測量結果表明人類的身體和心理如何隨著時間的推移而適應太空旅行,並為其他太空飛行研究(如 CIPHER)提供依據。 此外,機組成員還可以為Omics檔案提供生物樣本,這是一項單獨的研究,分析人體如何在分子水準上對長期太空飛行做出反應。

在另一項研究中,部分宇航員將測試一種治療太空飛行相關神經眼綜合症的潛在方法,這種綜合症與大腦變化和眼球後部腫脹有關。 研究人員尚不清楚導致這種綜合症的原因,也不清楚為什麼只有某些宇航員會患上這種病,但失重狀態下體液向頭部的轉移可能是其中的一個原因。 一些科學家認為,與人體如何處理B族維生素有關的基因可能會影響宇航員對體液轉移的反應。 參與研究的宇航員將測試每日補充B族維生素是否能緩解或預防癥狀的出現。 他們還將研究在宇航員大腿上佩戴手銬以保持腿部水分是否是一種有效的干預措施。

返回後,被選中的宇航員將完成調查,記錄與著陸有關的任何不適或傷害,如擦傷和瘀傷。 調查的結果̶與飛行器中感測器獲取的數據相結合̶,將有助於研究人員對這些傷害進行分類,並改進航太器的設計。

機組成員在執行任務前一年左右開始參與研究,瞭解工作情況並提供基線健康數據。 他們將在返回家園後的兩年內繼續為實驗提供數據。

美國太空總署(NASA)的人類研究計劃探索在太空旅行期間保證宇航員安全、健康和做好執行任務準備的最佳方法。 該計劃通過在實驗室、地面類比、商業任務和國際空間站開展研究,探討太空飛行如何影響人類的身心。 這項研究是開發新技術和戰略的關鍵,將為未來的登月、火星及更遠的任務提供支援。

編譯自/ScitechDaily