当 NASA 宇航员布奇·威尔莫尔和苏尼·威廉姆斯不小心在太空待了将近九个月时，由于太空生活的压力，他们的身体可能经历了一系列生理变化。
两人于 2024 年 6 月 5 日离开地球，原计划进行一项为期一周左右的国际空间站（ISS）测试任务。然而，在他们的飞船出现多次问题后，他们等待了 286 天才搭乘返程航班回到地球。
2025 年 3 月 18 日，两人抵达地球后，在工作人员的协助下走出了 SpaceX “自由号”载人飞船，他们的身体正在适应地球的重力。
宇航员、遗传学和太空影响
Susan Baily，科罗拉多州立大学辐射癌症生物学教授，表示，宇航员在太空停留的时间越长，他们返回地球的过渡就越复杂。
“刚进入太空时一切都非常令人迷失方向，这种迷失感可能持续几天甚至几周，”康奈尔大学基因组学教授 Chris Mason 补充道。
由于每个人的基因构成和生活方式都不同，一个人对太空的反应可能因人而异。
Bailey 和 Mason 等人合著了 NASA 的 双胞胎研究，该研究跟踪了一对同卵双胞胎宇航员，其中一人在国际空间站度过了一年，另一人在地球上度过。该研究考察了“可能受太空时间影响的分子和生理特征”，以评估长期太空旅行的危险。
从基因改变和癌症风险增加，到骨骼和肌肉流失，宇航员在长期和短期内都会受到身心影响，具体取决于他们在太空的经历。
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短期影响
“回到地球的重力就像是一个‘普遍的细胞惊吓’，或者用一句话来说，就是‘我的天哪’的时刻，”Mason 说。
在地球上，重力是恒定的，迫使身体承受重量并通过持续使用来维持肌肉和骨骼的强度。然而，国际空间站是一个微重力环境，意味着它只有地球重力的 大约 90%，导致物体和流体在太空中漂浮。
“在微重力下，没有阻力或承重，因此肌肉和骨骼无法获得所需的锻炼和使用，”Bailey 说。“即使进行了锻炼，宇航员在返回地球后，身体和大脑还需要一段时间来适应再次支撑自己。”
由于脊柱缺乏压缩，宇航员的身高通常会增加一到两英寸。大脑压力也会增加，因为重力不再将身体的液体向下吸到脚部。这会影响眼睛和心脏，在某些情况下会导致认知能力下降。然而，一旦回到地球，大多数这些影响都会恢复正常。
“好消息是，身体会再次适应；它会适应太空，然后又会适应地球环境和重力。这只需要一点时间，”Bailey 说。
宇航员返回后也可能出现皮肤刺激，因为衣服不像平常那样摩擦皮肤。也有可能这些压力会导致自身免疫问题。
“在许多宇航员身上，免疫系统非常活跃；我们喜欢说它被‘扰乱’了，”Mason 说。“超过一半的宇航员被观察到出现口腔疱疹复发（唇疱疹），这表明免疫系统正承受着压力。”
长期影响
根据双胞胎研究，长期太空旅行已被证明会“引起线粒体功能障碍、免疫系统压力、血管变化和体液转移、认知能力下降，以及端粒长度、基因调控和基因组完整性的改变”。
太空飞行期间的辐射暴露也会影响健康、衰老和疾病轨迹，因为它会破坏细胞中的 DNA，导致皮肤变化或疲劳等短期影响，以及癌症风险增加等长期后果。
“在地球上，我们受到来自太阳、大气层以及地球磁层的许多更具破坏性的辐射的保护，”Bailey 说。“随着一个人离地球越来越远，甚至在低地球轨道，如空间站——距离地球表面约 250 英里——他们会受到更高剂量的更具破坏性的辐射。”
癌症需要很长时间才能发展，因此目前尚不清楚太空辐射如何影响宇航员的癌症风险。然而，Bailey 指出，某些辐射引起的白血病可能在三到五年内出现。
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太空作为模拟加速衰老的生活实验室
辐射还会加速衰老和某些与年龄相关的健康状况，如心血管疾病和痴呆症。染色体末端的端粒，即细胞核中发现的 DNA 丝状结构，是衰老的生物标志物。
“端粒非常重要，因为它们可以保护染色体末端免受降解并有助于防止 DNA 损伤，”Bailey 说，并补充说端粒有助于维持基因组的稳定性。
随着一个人通过细胞分裂以及心理和生理压力而衰老，端粒会缩短。换句话说，端粒的长度表明一个人衰老的速度。
微重力、辐射、饮食、运动甚至孤独感相关的压力源都已被证明会导致宇航员衰老。其中许多因素在人们身处太空时无法改变。
“例如，在地球上，一个人可以更好地管理自己的生活方式或做出更健康的选择；所有与健康生活方式相关的因素都有助于维持端粒长度，”Bailey 说。
在太空这样一个高度受控的环境中，宇航员无法改变这些因素来改变他们暴露于辐射或氧化、心理或情感压力的水平。即使是饮食和运动在太空中也是有限的。
为了更好地了解太空中的衰老是如何被加速的，NASA 发起了 CIPHER 项目，旨在“精确确定人体如何应对长期太空任务”，为未来的月球和火星任务做好宇航员的准备。CIPHER 数据库包含许多调查，以更好地了解长期太空飞行的健康影响。
宇航员的工作在返回地球后并未结束
回到地球的很大一部分是回归人类体验，并享受小事，比如见到家人或洗个热水澡（太空里没有淋浴）。
“仅仅是洗个热水澡的简单乐趣，几乎是每个人返回后都深爱的事情，”Mason 说。
由于人类在太空的长期影响尚未完全了解，宇航员应该被“终生”监测，因为他们的工作不会在他们返回地球或从 NASA 退休时结束。
“身体确实非常适应，它相当迅速地适应了太空飞行环境，然后在返回时，即使可能需要更长的时间，身体也会重新适应重力，”Bailey 说。
但人类对太空的经验“相当有限”，科学家们并不完全理解太空旅行对人类健康的长期影响意味着什么。
随着商业太空飞行变得越来越普遍，Bailey 补充说，那些没有接受过一生太空飞行训练的人也需要新的考量：他们在太空中表现如何，以及返回地球后如何被监测？
在宇航员身上记录到的各种影响被记录在太空组学和医学图谱（SOMA）中，这是一个关于太空对人体影响的已知研究合集。
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文章来源
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Science. NASA 双胞胎研究：一年期人类太空飞行的多维度分析
NASA. 什么是微重力？（5-8 年级）
CDC. 关于辐射的健康影响
NASA. CIPHER
Nature Portfolio. 太空组学和医学图谱 (SOMA) 跨轨道
