NASA太空健身實驗:未來深空任務的健康新革命
美國國家航空暨太空總署(NASA)正透過其SpaceX Crew-10任務,進行一項突破性的健身實驗,旨在為未來的深空任務做好準備。這項名為「Zero T2」的研究,將測試在沒有跑步機的情況下,太空人是否能維持足夠的體能。這項實驗不僅關乎健身,還包括一系列醫學研究,從視力問題到影響太空健康的基因因素,都將被深入探討。這些研究將為未來月球和火星任務中的人類健康提供關鍵見解。
NASA的SpaceX Crew-10任務預計於3月12日發射,前往國際太空站(ISS)。這次任務將包括健身和醫學研究,以幫助太空人在長時間任務中保持健康。四名機組成員中的部分人員將參與這些研究,專注於在太空中維持健康。
在國際太空站上,太空人可以使用一個專屬的訓練區,配備了舉重系統、固定腳踏車和一臺名為T2的特殊跑步機。太空站的空間允許這些大型健身裝置的存在,這有助於太空人在太空中和返回地球後保持體能和健康。
然而,隨著NASA計劃未來超越低地球軌道的任務,太空船上的空間將更加有限,像跑步機這樣的大型健身裝置將變得不切實際。行走和跑步是太空人當前健身計劃的關鍵部分,NASA仍在研究沒有跑步機的長時間太空飛行如何影響肌肉力量、骨骼健康和運動功能。為此,研究人員正在修改訓練計劃,包括測試不使用跑步機的健身方案,以找到在深空任務中保持太空人強壯和健康的有效方法。
在名為Zero T2的持續研究中,探險隊員被分為三組,每組有不同的健身計劃。第一組繼續正常鍛煉,使用太空站上所有可用的裝置。第二組放棄使用跑步機,僅依賴其他可用裝置。第三組則只使用一臺新的、實驗性的、體積較小的健身裝置。NASA比較這三組在飛行前、飛行中和飛行後收集的健康資料,以確定不使用跑步機是否會對隊員的體能、肌肉表現和返回地球後的恢復產生負面影響。
NASA太空人Matthew Dominick在2024年擔任NASA SpaceX Crew-8任務指揮官時參與了這項研究,他解釋說:「跑步機佔用了大量的質量、空間和能量。這對於火星任務來說並不好,因為每一公斤都很重要。Zero T2實驗正在幫助我們弄清楚是否可以不用跑步機,同時仍然保持健康。」
Zero T2研究的結果將幫助研究人員確定不使用跑步機的健身計劃如何影響太空人的健康,這將有助於NASA為未來的深空任務制定實際可行的健身協議。此外,這項研究還可能支援用於預防或治療骨骼、肌肉和心血管健康的健身裝置的設計改進。
除了Zero T2研究,部分NASA機組成員還將在任務期間進行由該機構人類研究計劃支援的其他研究。參與的機組成員將進行醫學檢查、提供生物樣本,並記錄與太空飛行相關的傷害等任務。
NASA休斯頓約翰遜太空中心的科學家Cherie Oubre解釋說:「太空人根據自己的興趣選擇參與哪些研究。這些實驗解決了與人類太空飛行相關的重要風險和空白。」
其中一組名為CIPHER(人類探索研究綜合協議)的實驗,將幫助研究人員瞭解人體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MRI掃描,以提供更清晰的畫面,瞭解太空如何影響整個身體。
Oubre表示:「CIPHER實驗追蹤眼睛、骨骼、心臟、肌肉、免疫系統等的變化。這項研究提供了有史以來最全面的長期太空飛行對整個人體影響的概覽,幫助我們推進人類對月球、火星及其他地方的探索。」
部分機組成員還將參與一組名為「太空飛行標準測量」的核心測量。這些測量代表了人體和心智如何隨著時間適應太空旅行,並作為其他太空飛行研究(如CIPHER)的基礎。此外,機組成員可能為Omics Archive提供生物樣本,這是一項分析人體在分子層面上如何反應長時間太空飛行的獨立研究。
在另一項研究中,部分機組成員將測試一種潛在的治療方法,用於太空飛行相關的神經眼綜合症,這是一種與大腦變化和眼睛後部腫脹相關的病症。研究人員不確定是什麼原因導致了這種綜合症,或者為什麼只有某些太空人會發展出這種症狀,但在失重狀態下體液向頭部轉移可能是一個因素。一些科學家認為,與身體如何處理B族維生素相關的基因可能影響太空人對這些體液轉移的反應。參與的機組成員將測試每日服用B族維生素補充劑是否可以緩解或預防症狀的發展。他們還將研究穿戴在太空人大腿上的袖套是否是一種有效的幹預措施,以保持體液在腿部。
返回地球後,部分機組成員將完成問卷調查,記錄與著陸相關的任何不適或傷害,如擦傷和瘀傷。這些問卷調查的結果與車輛中感測器檢索的資料結合,將幫助研究人員記錄這些傷害並改進太空船的設計。
機組成員在任務開始前約一年就開始參與這些研究,瞭解工作並提供基線健康資料。他們將在返回地球後繼續為這些實驗提供資料,長達兩年。
NASA的人類研究計劃探索在太空旅行中保持太空人安全、健康和任務就緒的最佳方法。透過在實驗室、地面模擬、商業任務和國際太空站上進行研究,該計劃檢視太空飛行如何影響人體和心智。這項研究對於開發新技術和策略至關重要,這些技術和策略將支援未來的月球、火星及其他地方的任務。