一.空間人體實驗的必要性

　　進行空間人體實驗就是以航天員作為被試者進行實驗。這種人體實驗不僅代價昂貴、實驗條件差（如被試者少、實驗條件不宜控製、測量方法受限等），erqiebiranxuejianleqitahangtianshiyanxiangmu。yincishifouxuyaojinxingkongjianrentishiyanbixujinxingrenzhendekaolv。congmuqiandeqingkuanglaikan
，suizhehangtianshiyedefazhan
，kongjianrentishiyandexiangmuyuelaiyueduo
、花費的時間越來越長、實驗的內容也越來越深入。其主要的原因如下：

　　1. 實現載人飛行的關鍵
　　人類到太空中長期生活的夙願能否實現?從載人航天任務一提出，它就成為航天科學家們所追求的最終目標。為了達到這個目的，除了製造性能先進、適shi合he人ren類lei長chang期qi居ju住zhu的de航hang天tian器qi外wai，最zui關guan鍵jian的de問wen題ti是shi人ren是shi否fou能neng適shi應ying太tai空kong中zhong的de失shi重zhong環huan境jing。在zai載zai人ren飛fei行xing前qian，這zhe一yi直zhi是shi個ge十shi分fen令ling人ren擔dan心xin的de問wen題ti。因yin為wei自zi從cong地di球qiu上shang出chu現xian生sheng物wu以yi來lai，生sheng物wu一yi直zhi是shi在zai重zhong力li環huan境jing中zhong生sheng活huo的de，尤you其qi是shi人ren的de進jin化hua

、發育都與重力有著密切的聯係。科學家們推測重力消失後，人的心血管、骨骼
、肌肉
、消化

、內分泌、神(shen)經(jing)等(deng)係(xi)統(tong)都(dou)會(hui)發(fa)生(sheng)嚴(yan)重(zhong)的(de)障(zhang)礙(ai)，影(ying)響(xiang)到(dao)航(hang)天(tian)員(yuan)的(de)健(jian)康(kang)，甚(shen)至(zhi)生(sheng)命(ming)。因(yin)此(ci)人(ren)能(neng)否(fou)在(zai)太(tai)空(kong)中(zhong)生(sheng)活(huo)成(cheng)為(wei)實(shi)現(xian)載(zai)人(ren)航(hang)天(tian)的(de)關(guan)鍵(jian)問(wen)題(ti)。由(you)於(yu)在(zai)地(di)麵(mian)無(wu)法(fa)創(chuang)造(zao)一(yi)個(ge)長(chang)期(qi)的(de)失(shi)重(zhong)環(huan)境(jing)，為(wei)保(bao)險(xian)起(qi)見(jian)，在(zai)載(zai)人(ren)飛(fei)行(xing)前(qian)進(jin)行(xing)了(le)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)動(dong)物(wu)失(shi)重(zhong)飛(fei)行(xing)實(shi)驗(yan)和(he)地(di)麵(mian)人(ren)體(ti)的(de)模(mo)擬(ni)失(shi)重(zhong)實(shi)驗(yan)。動(dong)物(wu)實(shi)驗(yan)和(he)人(ren)體(ti)模(mo)擬(ni)失(shi)重(zhong)實(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)失(shi)重(zhong)並(bing)非(fei)像(xiang)一(yi)些(xie)人(ren)預(yu)料(liao)的(de)那(na)樣(yang)可(ke)怕(pa)，失(shi)重(zhong)似(si)乎(hu)不(bu)會(hui)對(dui)生(sheng)物(wu)體(ti)造(zao)成(cheng)太(tai)大(da)的(de)損(sun)傷(shang)。於(yu)是(shi)，1961年4月12日前蘇聯航天員加加林上天，開辟了載人航天的飛行史
，同時也拉開了空間人體實驗的序幕。

　　從美國和前蘇聯的僅1、2天的短期飛行，一直到現在400多(duo)天(tian)的(de)長(chang)期(qi)飛(fei)行(xing)，每(mei)次(ci)飛(fei)行(xing)前(qian)後(hou)和(he)飛(fei)行(xing)中(zhong)都(dou)記(ji)錄(lu)了(le)航(hang)天(tian)員(yuan)生(sheng)理(li)指(zhi)標(biao)的(de)變(bian)化(hua)，並(bing)進(jin)行(xing)了(le)相(xiang)應(ying)生(sheng)理(li)功(gong)能(neng)的(de)測(ce)試(shi)和(he)醫(yi)學(xue)實(shi)驗(yan)。在(zai)最(zui)初(chu)的(de)航(hang)天(tian)中(zhong)，主(zhu)要(yao)監(jian)測(ce)與(yu)人(ren)體(ti)生(sheng)命(ming)有(you)關(guan)的(de)四(si)大(da)生(sheng)理(li)指(zhi)標(biao)－血壓
、心率
、心電和體溫，以確定失重環境是否危害到航天員的生命。之後，隨著空間實驗項目、指標和深度的增加，飛行時間逐漸延長。為確保航天員的健康，空間實驗成為實現載人航天的關鍵。

　　2.實現星際航行的關鍵

　　經過近40年的載人航天曆程，人類已經創造了在太空中停留438天的記錄，目前已轉入為人類探索，開發月球
、huoxingzuozhunbeidechangqifeixingjieduan。yinci，kongjianshengmingkexuechujixushenruyanjiushizhongduishengmingtiyingxiangjijiliwai，zhongdianjiangzhuanyidaochangqifeixingdeyixuewenti
，yibaozhenghangtianyuanzaichangqifeixingzhongdejiankang、安全和工效。由於航天員的安全和健康是長期航天活動中的核心問題，所以航天醫學研究是星際航行中的核心的核心。

　　在(zai)前(qian)一(yi)階(jie)段(duan)的(de)空(kong)間(jian)醫(yi)學(xue)研(yan)究(jiu)中(zhong)
，雖(sui)然(ran)證(zheng)明(ming)失(shi)重(zhong)環(huan)境(jing)不(bu)至(zhi)於(yu)危(wei)害(hai)到(dao)航(hang)天(tian)員(yuan)的(de)生(sheng)命(ming)，但(dan)大(da)量(liang)的(de)實(shi)驗(yan)證(zheng)明(ming)對(dui)人(ren)體(ti)還(hai)是(shi)有(you)一(yi)定(ding)的(de)影(ying)響(xiang)，如(ru)飛(fei)行(xing)中(zhong)出(chu)現(xian)的(de)航(hang)天(tian)員(yuan)心(xin)律(lv)紊(wen)亂(luan)

、心血管功能下降
、骨鈣的持續性下降、肌肉萎縮、免(mian)疫(yi)功(gong)能(neng)降(jiang)低(di)等(deng)。在(zai)更(geng)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)飛(fei)行(xing)中(zhong)這(zhe)些(xie)變(bian)化(hua)是(shi)否(fou)會(hui)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)發(fa)展(zhan)？生(sheng)理(li)係(xi)統(tong)是(shi)否(fou)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)不(bu)可(ke)逆(ni)的(de)反(fan)應(ying)？現(xian)在(zai)還(hai)不(bu)清(qing)楚(chu)。如(ru)果(guo)這(zhe)些(xie)變(bian)化(hua)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)發(fa)展(zhan)將(jiang)會(hui)阻(zu)礙(ai)星(xing)際(ji)航(hang)行(xing)。何(he)況(kuang)，在(zai)今(jin)後(hou)的(de)星(xing)際(ji)航(hang)行(xing)中(zhong)
，還(hai)會(hui)增(zeng)加(jia)更(geng)多(duo)的(de)、對航天員健康不利的因素，如空間輻射、人工重力
、長期飛行中的心理學的變化
、到月球和火星後的對重力的再適應、長期飛行中繁育後代等，這些因素的綜合作用對人體到底會有那些影響還是未知數。解決這些問題的最重要手段是進行空間人體實驗。

　　3.動物實驗不能代替人體實驗

　　動物實驗是空間生命科學中的一個重要組成部分，但是它不能代替人體實驗。理由是：

　　(1) 動物與人體不是同一種屬
，兩者的組織結構和調節功能不完全相同，動物實驗結果不能完全類推到人體。

　　(2)失shi重zhong對dui動dong物wu的de影ying響xiang與yu人ren體ti不bu完wan全quan相xiang同tong
，例li如ru
，人ren在zai地di球qiu上shang經jing常chang處chu於yu直zhi立li位wei，因yin此ci存cun在zai流liu體ti靜jing壓ya的de作zuo用yong，下xia身shen的de壓ya力li高gao於yu上shang身shen

，出chu現xian血xue液ye在zai下xia身shen的de瀦zhu留liu，長chang期qi的de進jin化hua也ye出chu現xian適shi應ying這zhe種zhong狀zhuang態tai的de神shen經jing和he體ti液ye的de調tiao節jie。失shi重zhong時shi流liu體ti靜jing壓ya消xiao失shi，血xue液ye頭tou向xiang分fen布bu，它ta是shi引yin起qi失shi重zhong生sheng理li反fan應ying的de重zhong要yao因yin素su。動dong物wu一yi般ban是shi處chu於yu伏fu臥wo位wei，不bu存cun在zai流liu體ti靜jing壓ya作zuo用yong
，失shi重zhong狀zhuang態tai下xia也ye不bu存cun在zai此ci因yin素su的de改gai變bian。所suo以yi，失shi重zhong對dui人ren和he動dong物wu的de影ying響xiang因yin素su不bu同tong，其qi變bian化hua也ye不bu一yi樣yang。

　　(3)人是一種有意識的高級動物，人體的心理活動對生理活動有明顯的影響
，這點在動物中是無法模擬的。

　　(4)一(yi)些(xie)醫(yi)學(xue)研(yan)究(jiu)必(bi)須(xu)在(zai)人(ren)體(ti)進(jin)行(xing)，如(ru)對(dui)防(fang)護(hu)措(cuo)施(shi)效(xiao)果(guo)的(de)評(ping)價(jia)等(deng)由(you)於(yu)以(yi)上(shang)原(yuan)因(yin)，空(kong)間(jian)人(ren)體(ti)實(shi)驗(yan)是(shi)必(bi)須(xu)的(de)，是(shi)載(zai)人(ren)航(hang)天(tian)中(zhong)最(zui)核(he)心(xin)的(de)問(wen)題(ti)。因(yin)此(ci)，載(zai)人(ren)航(hang)天(tian)中(zhong)生(sheng)命(ming)科(ke)學(xue)的(de)研(yan)究(jiu)，尤(you)其(qi)是(shi)人(ren)體(ti)實(shi)驗(yan)在(zai)整(zheng)個(ge)空(kong)間(jian)實(shi)驗(yan)中(zhong)占(zhan)很(hen)大(da)比(bi)例(li)。

　　二.國外的空間人體實驗

　　（一）空間人體實驗的不同階段

　　1．二十世紀60年代

　　在二十世紀60年代中，美國和前蘇聯實施了一係列短期飛行計劃
，其中包括蘇聯的“上升號”和“聯盟3～8號”計劃，美國的“水星”“雙子星座”和“阿婆羅9～12號”計劃。在此期間
，通過記錄航天員飛行中重要生理指標如心率
、血壓、心電、體溫的變化
，初步觀察了失重飛行對航天員生理係統的影響，重點是研究失重對心血管係統、qiantingxitonghehangtianyuangongzuonenglideyingxiang。chulekongjianyixueguanchaheshenglizhibiaodecedingwai
，duifeixinghouhangtianyuangeshenglixitongdebianhuahetiaojieyejinxinglebijiaoxiangxidejianzha，faxianduanqifeixingshizhongduihangtianyuanshenglixitongdeyingxiangzhuyaobiaoxianzaiyixiajifangmian：

　　1)飛行初期很多航天員出現運動病症狀
；
　　2)飛行中部分航天員出現心電的T波降低和心律紊亂

； 
　　3)飛行中航天員出現定向障礙和錯覺；
　　4)艙外活動時代謝的變化比預計高;
　　5)飛行後出現立位耐力和運動耐力下降;
　　6)飛行後脫水和體重損失
；
　　7)飛行後紅細胞質量下降；
　　8)飛行後血漿容量減少
；
　　9)飛行後骨密度下降。

　　這zhe個ge時shi期qi醫yi學xue實shi驗yan的de結jie論lun是shi盡jin管guan失shi重zhong對dui航hang天tian員yuan的de生sheng理li係xi統tong有you一yi定ding影ying響xiang，但dan人ren可ke以yi短duan時shi間jian地di在zai空kong間jian環huan境jing生sheng活huo和he工gong作zuo，也ye可ke以yi適shi應ying艙cang外wai活huo動dong和he登deng月yue。這zhe個ge時shi期qi的de空kong間jian醫yi學xue研yan究jiu為wei70年代的較長時間的飛行奠定了基礎。

　　2. 二十世紀70年代

　　進入二十世紀70年代後美國除繼續完成阿波羅計劃外，還進行了“天空實驗室”的長期飛行計劃。前蘇聯除繼續發射“聯盟號”外，主要試驗“禮炮號”空kong間jian站zhan。在zai這zhe個ge時shi期qi，美mei蘇su都dou進jin行xing了le長chang期qi飛fei行xing，由you於yu飛fei行xing時shi間jian的de延yan長chang和he飛fei行xing中zhong醫yi學xue試shi驗yan的de條tiao件jian的de改gai善shan，為wei進jin一yi步bu的de航hang天tian醫yi學xue研yan究jiu提ti供gong了le有you利li條tiao件jian。尤you其qi是shi“天空實驗室”shimeiguodeyigexiaoxingshiyanxingkongjianzhan，kongjianyixueyanjiushiqizhongzuizhuyaodeneirong。zongdemudeshipingdinghangtianyuanzaichangqifeixingzhongdegongzuonengli

，guanchachangqifeixingduigeshenglixitongdeyingxiang，xunzhaoyouxiaodefanghucuoshideng。tongguohangtianzhongdeshiyan，dedaohenduobaoguideziliao
，ruguanchadaohangtianyuanfeixingzhongliweinailixiajiang，chuxiangaikuangwuzhidejinxingxingdiushi，jirouweisuohejirougongnengxiajiang、水鹽代謝紊亂和血液係統變化等。

　　前蘇聯在這階段
，除逐漸增加觀察項目的指標外，在航天中主要進行了防護措施的研究。例如，測量了“聯盟－14號”航天員飛行中的腦血流和動脈血流速度，在“禮炮4號”航天站上安裝旋轉椅
，測航天員飛行中的前庭功能等。在“禮炮3-6號”號上進行了各種防護措施效果的研究，證明防護措施的采用可以明顯減輕失重對人體的影響

，這些防護措施一直延用到今。

　　“天空實驗室4號”航天員的84天飛行和“禮炮6號”航天員最長達185天(tian)的(de)飛(fei)行(xing)，不(bu)僅(jin)提(ti)高(gao)了(le)航(hang)天(tian)醫(yi)學(xue)製(zhi)定(ding)計(ji)劃(hua)人(ren)員(yuan)對(dui)長(chang)期(qi)飛(fei)行(xing)的(de)信(xin)心(xin)
，而(er)且(qie)由(you)於(yu)空(kong)間(jian)航(hang)天(tian)員(yuan)的(de)醫(yi)學(xue)實(shi)驗(yan)
，使(shi)航(hang)天(tian)醫(yi)學(xue)家(jia)們(men)觀(guan)察(cha)到(dao)在(zai)長(chang)期(qi)飛(fei)行(xing)中(zhong)
，大(da)多(duo)數(shu)的(de)生(sheng)理(li)係(xi)統(tong)出(chu)現(xian)了(le)適(shi)應(ying)失(shi)重(zhong)環(huan)境(jing)的(de)調(tiao)節(jie)

，雖(sui)然(ran)它(ta)們(men)的(de)適(shi)應(ying)過(guo)程(cheng)和(he)時(shi)間(jian)各(ge)不(bu)相(xiang)同(tong)，但(dan)最(zui)後(hou)調(tiao)節(jie)到(dao)一(yi)種(zhong)較(jiao)穩(wen)定(ding)的(de)狀(zhuang)態(tai)。可(ke)是(shi)，有(you)的(de)生(sheng)理(li)係(xi)統(tong)如(ru)骨(gu)骼(ge)係(xi)統(tong)的(de)骨(gu)礦(kuang)物(wu)鹽(yan)的(de)丟(diu)失(shi)卻(que)沒(mei)有(you)達(da)到(dao)平(ping)衡(heng)。同(tong)時(shi)，也(ye)看(kan)到(dao)返(fan)回(hui)後(hou)各(ge)生(sheng)理(li)係(xi)統(tong)又(you)出(chu)現(xian)了(le)不(bu)同(tong)的(de)再(zai)適(shi)應(ying)過(guo)程(cheng)。

　　3. 二十世紀80年代

　　二十世紀80年代是航天飛機和載人空間站全麵發展的時期
，也是空間生命科學進入全麵
、xitongyanjiujieduandekaishi。qizhongxioudekongjianshiyanshiheqiansuliandekongjianzhanduiyushengmingkexueyanjiuyouzhongyaoyiyi。kongjianshiyanshishianfangzaimeiguohangtianfeijiguidaohuocangneiyizhongduoyongtudekongjianshiyanshebei
，yououzhoukongjianjufuzeyanzhihefazhan。zaikongjianshiyanshizhongjinxingleduoxuekedeyanjiu，qizhongbaokuoshengmingkexuedeyanjiu
，yejinxinglekongjianrentishiyan。liruzai“空間實驗室1號”進行人的前庭功能和免疫功能實驗
；“空間實驗室2”號中研究了航天員的骨鈣代謝；“空間實驗室3號”觀察了自律訓練和生物反饋方法在對抗航天員空間運動病中的作用

；在空間實驗室D1進行了視覺刺激對航天員姿態和感覺的影響
，測量人體阻抗等。

　　在80年代，前蘇聯共發射了兩艘空間站，航天員在空間站上停留的最長時間是1nian。kongjianzhanzhonghangtianyuandeshenghuotiaojiandedaohendagaishan，jibenanzhaodimiandezuoxizhidu，bingcaiyonglezonghexingdefanghucuoshi。zaihangtianzhongduihangtianyuandejiankangjinxinglequanmiandeguancha，duiqiantinggongneng
、心血管功能

、代謝活動及艙外活動中出現的醫學問題進行了研究。總的來看，在長達8geyuedefeixingzhong，hangtianyuannenggoufuyouchengxiaodigongzuo
，weifaxianxindeshengliyichangfanying。danyebiaomingchangqifeixingduirendetilihexinlidoushiyizhonghendadefudan。liru，feixing326天的羅曼年科和飛行149天的阿列克桑德羅夫在飛行後期相當疲勞，最後幾天的身體狀況下降
，每日隻能安排4.5小時的工作
，並出現某些心理障礙的問題。

　　4. 二十世紀90年代

　　二十世紀90年nian代dai生sheng命ming科ke學xue係xi統tong研yan究jiu得de到dao進jin一yi步bu發fa展zhan
，除chu了le為wei找zhao出chu失shi重zhong時shi各ge生sheng理li係xi統tong變bian化hua的de規gui律lv及ji保bao證zheng長chang期qi飛fei行xing航hang天tian員yuan健jian康kang而er繼ji續xu進jin行xing失shi重zhong對dui人ren體ti影ying響xiang和he防fang護hu措cuo施shi的de研yan究jiu外wai，還hai深shen入ru地di開kai展zhan了le生sheng理li機ji製zhi的de研yan究jiu，從cong分fen子zi、細胞和整體水平上進行失重生物效應的研究。比較有說服力的是1991年發射的“空間實驗室生命科學1號”（SLS－1），它是完全用於生命科學研究的一次飛行，在這次飛行中進行了25項實驗，其中11項是人體實驗
，12項動物實驗，2項植物實驗。SLS－1實驗的目的是對人和動物進入失重環境和返回時的初期反應進行多學科的研究，重點有兩個：一個是空間運動病

，另一個是體液轉移對人心血管和內分泌係統的影響。

　　（二）90年代後期及2000年以後

，空間生命科學的研究有三個方向：

　　1)應用方麵的研究——保證人在更長時間的飛行(1～3年)中的安全、健康和工效
；
　　2)基礎理論的研究——揭開宇宙中生命起源、生命進化與生命分布之迷;
　　3)空間的開發與應用——在空間進行大規模的空間製藥和生物材料的加工。

　　未來的生命科學實驗中，人體實驗仍然占重要的位置。它的主要任務是：

　　1)了解更長時間飛行中及返回後航天員在生理
、心理和社會關係方麵出現的問題
；
　　2)尋找有效的預防和治療措施，保證航天員的健康、安全和工效，對人工重力的必要性和可行性作出科學的結論；
　　3)了解宇宙輻射對人體的影響，製定有效、安全的防宇宙輻射的措施；
　　4)了解航天員在進入其它星球時的生理反應、工效，製定防護措施
；
　　5)參與工程學和實施醫學的研究，如參加與航天員生保係統有關的工程學方麵的實驗，鑒定與實施醫學有關的設備和措施等。（國家航天網特約撰稿 沈羨雲）

本文編輯：李遷