NASA的太空鍛鍊實驗可能會永遠改變太空人的健身方式
NASA 的SpaceX Crew-10太空人將測試創新的鍛鍊方法,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鍊中移除,以了解太空人能否在沒有跑步機的情況下保持強壯。 除了健身實驗,太空人還將參與醫學研究,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,美國國家航空暨太空總署(NASA)的SpaceX Crew-10任務機組人員在位於佛羅裡達州甘迺迪太空中心的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:俄羅斯航天局宇航員、任務專家基里爾-佩斯科夫(Kirill Peskov),美國國家航空航天局宇航員、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
美國國家航空暨太空總署(NASA)定於3月12日發射的前往國際太空站(ISS)的SpaceX Crew-10任務將包括運動和醫學研究,以幫助太空人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。
在太空站上,太空人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。 太空站的大小允許使用笨重的鍛鍊設備,這有助於太空人在太空和返回地球後保持體力和整體健康。
國際太空站上的太空人通常每天運動兩小時。 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–即使在微重力狀態下也是如此。 資料來源:美國國家航空暨太空總署
然而,隨著美國國家航空暨太空總署(NASA)計劃未來在低地球軌道以外執行任務,太空船上的空間將更加有限,跑步機等大型鍛鍊設備將變得不切實際。 步行和跑步是太空人目前鍛鍊的主要內容,美國太空總署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運動方法,以找到有效的方法來讓太空人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,採用不同的鍛鍊方案。 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,只依賴其他可用設備。 第三組則只使用一種新的、試驗性的、較不笨重的健身器。 美國國家航空暨太空總署(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後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太空人馬修-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研究的結果將幫助研究人員確定無跑步機鍛鍊會如何影響機組人員的健康,進而幫助美國國家航空暨太空總署(NASA)為未來的深空任務制定切實可行的鍛鍊方案。 此外,這項調查還有助於改善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持的其他研究。 參與研究的乘員將進行身體檢查、提供生物樣本、記錄與太空飛行有關的損傷等任務。
休士頓約翰遜太空中心的美國國家航空暨太空總署科學家切麗-歐布雷解釋說:「太空人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。」她幫助監督太空站上進行的載人研究。
一組名為CIPHER(人類探索研究綜合協議補充)的實驗將幫助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,以幫助更清楚地了解整個身體如何受到太空的影響。
“CIPHER實驗追蹤眼睛、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。”
一些機組成員也將為一套名為太空飛行標準測量的核心測量項目做出貢獻。 這些測量結果顯示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)提供基礎。 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層面上對長期太空飛行做出反應。
在另一項研究中,部分太空人將測試一種治療太空飛行相關神經眼症候群的潛在方法,這種症候群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症候群的原因,也不清楚為什麼只有某些太空人會患上這種病,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群維生素有關的基因可能會影響太空人對體液轉移的反應。 參與研究的太空人將測試每日補充B群維生素是否能緩解或預防症狀的出現。 他們還將研究在太空人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,被選中的太空人將完成調查,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所獲得的數據結合̶,將有助於研究人員對這些傷害進行分類,並改善太空船的設計。
機組成員在執行任務前一年左右開始參與研究,了解工作情況並提供基準健康數據。 他們將在返回家園後的兩年內繼續為實驗提供數據。
美國國家航空暨太空總署(NASA)的人類研究計畫探索在太空旅行期間確保太空人安全、健康和做好執行任務準備的最佳方法。 該計劃透過在實驗室、地面模擬、商業任務和國際太空站進行研究,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策略的關鍵,將為未來的登月、火星及更遠的任務提供支援。
編譯自/ ScitechDaily