2021/03/07

歐洲太空總署如何藉由體能訓練來讓太空人順利完成在國際太空站的任務?

攝於Florida Kennedy Space Center裡的Space X發射基地

 

到底在太空人會遇到什麼問題

一個太空人平均待在國際太空站大約是六個月的時間。這六個月的時間都會是在無重力的狀態之下,因此太空人可能會有:

 

1. 骨質流失: 這個問題在腰椎上會很明顯,因為當我們站在地面上時,地面反作用力是通過腰椎椎體的。因此幾乎所有太空人回到地球後都會有下背痛的問題。只是在恢復上會比一般下背痛的人還快。

 

2. 肌肉無力: 這問題也是跟地面反作用力有關,舉例來說,腓腸肌是對抗地面反重力的重要肌肉,可是在太空中沒重力,這塊肌肉就會開始衰弱。這種情況就有點類似長期臥床的病人的肌肉萎縮。所以很多太空人在剛回到地面上其實是連站立都有困難的。

 

3. 無法維持平衡: 這個主要是因為前庭系統在無重力的狀況下,耳石會因為失去重力的控制而離開原本的位置,這會造成太空人有暈眩的問題。

 

怎麼解決太空人體能下降的問題

因為一個太空人會遇到體能跟生理的問題完全不同於在地面上的人,歐洲太空總署在2006年開始就成立了一個跨專業的小組,裡面有物理治療師、運動生理學家、航空醫師、心理師、營養師、生物醫學工程師等專業。

 

體能跟生理的部分就是由物理治療師與運動生理學家來共同負責合作了。物理治療師與運動生理學家主要在三個階段提供太空人訓練:

 

1. 飛行任務前: 團隊會讓太空人了解上了太空之後的訓練菜單內容,並讓太空人熟練所有訓練動作,確保不會有錯誤動作。並且會記錄所有太空人的生理數據,以便回到地球後能夠回復到原本的體能水準。最重要的是,有任何骨骼肌肉疾病都要在這個時期處理完成,因為太空中沒人能處理,也沒辦法處理。

 

2. 太空任務中: 太空人被要求每天要運動至少兩小時。腳踏車跟手搖機被用來增強太空人的心肺功能、阻力訓練與震動訓練被用來訓練太空人的肌力。為了避免動作錯誤造成的傷害,物理治療師會定期用視訊檢視太空人的動作有什麼問題。

 

3. 太空人落地後: 通常落地後的24小時,復原訓練就開始了。物理治療師會特別注重在下背痛以及抗重力的肌力復原,這關係到太空人之後的動作控制,通常一個半月後太空人就可以恢復到原來的能力。目前還不清楚為什麼太空人恢復會比臥床病人快,有人是認為太空人本身營養吸收與修復能力就比臥床病人好。

 

目前國際太空站的太空人大約待六個月,但是從地球到火星就要七個月。縱使每天訓練兩小時,回到地球依然需要回復運動一個半月。這也造成如果人類想要登陸火星,到達火星之後,人類是否還有足夠的肌耐力進行建設或實驗,抑或是解決危急情況?