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令人「輻」輸的太空旅行

前進太空是許多人的夢想,但現實遠比我們想像殘酷得多,因為太空輻射與無重力環境都可能對人體造成傷害。近期研究發現,使太空人得到心血管疾病的兇手,恐怕就是太空輻射。另外失重環境會讓減少使用的肌肉漸漸失去功能,骨骼更會在沒有向下重力的情況下變長,造成太空人的普遍職業病-背痛與骨質流失。
 
 


太空輻射與無重力環境所帶來的危害對太空人的健康影響很大。(圖片來源:Pixabay)
▲太空輻射與無重力環境所帶來的危害對太空人的健康影響很大。(圖片來源:Pixabay)

 

您曾聽過1969年的單曲Space Oddity嗎?在歌曲的結尾,Major Tom因所搭乘的太空船發生電路故障而失聯,於無垠的宇宙中不斷漂流。現今科技進步,太空船硬體設備方面的問題大致都能解決,但太空旅行依然有無法避免的風險存在,以下分述造成風險的兩大因素:「太空輻射」與「無重力環境」。

 

太空輻射是存在於外太空中的具有非常高能量的波或粒子,而其中又以宇宙射線(Cosmic Ray)影響人類健康甚劇。這些高能粒子可如打碎豆腐般輕易地穿透固態物體,現今的太空服或太空船保護罩根本無法阻擋它們的前進。

 

近期研究發現,美國國家航空暨太空總署(NASA)的阿波羅計畫太空人,因心血管疾病而死亡的比率高達43%,相較從未離開地球與待在近地軌道國際太空站的太空人,風險竟是4到5倍!而科學家認為使太空人得到心血管疾病的兇手,恐怕就是太空輻射。

 

根據美國紐約洛徹斯特大學醫學中心M. Kerry O’Banion等人的研究結果,將動物暴露在不同程度的輻射下,原本某些能正常運作的中樞神經竟退化至幾乎無法作用,因此,接收大量輻射將引起認知問題,尤其可能產生與中樞神經系統相關的神經性退化疾病,諸如帕金森氏症或老年癡呆症等腦部病變。

 

有關無重力環境對人體可能造成的影響,由於人類的肌肉、血液循環與身體組織都有抵抗重力的機制,例如心臟必須透過強而有力的肌肉收縮來抵抗重力、輸送血液至全身,全身的肌肉也會在抵抗重力的過程中得到訓練並變得強壯。因此失重環境會使減少使用的肌肉漸漸失去功能,骨骼更會在沒有向下重力的情況下變長,造成太空人的普遍職業病-背痛與骨質流失。

 

加拿大太空人Chris Hadfield曾分享太空旅行對他的健康所造成的終身影響,長期暴露在宇宙射線較高的環境使他的細胞可能突變,無重力環境也使他的骨骼組織變得比一般人脆弱。

 

另外,長期生活在無重力環境中,體內液體會重新分配,大部分的液體跑到上半身,導致臉部浮腫、顱內壓力增加,眼球會因壓力而被擠壓變形,太空人上太空前可能視力良好,上太空後卻遠視或視網膜出現棉絮狀斑點。

 

綜上所述,太空中充滿輻射,地球磁場會保護我們的星球與居住其上的生物,然而一旦離開繞地公轉的低軌道,人體便會常態性地遭受各種不同輻射粒子的襲擊,因此在深太空中待得愈久,受輻射影響愈多。

 

若無法有效解決太空輻射與無重力環境所帶來的危害,便必須考慮往後是否要繼續執行這些對人體健康有潛在影響的太空旅行任務。

 

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)

責任編輯:張志立/國家太空中心、傅麗玉/國立清華大學

審校:品保組型管小組/國家太空中心

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