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面向未来载人星际航行的空间低代谢调节技术

2021-11-12戴钟铨李莹辉杨超张洪玉吴峰王海龙王林杰

载人航天 2021年3期

戴钟铨李莹辉杨 超张洪玉吴 峰王海龙王林杰

(中国航天员科研训练中心航天医学基础与应用国家重点实验室,北京 100094)

1 引言

对载人深空探测而言,为提供生命保障,对推进力和燃料需求必然增加。因此,在保持乘组安全健康和工作效率前提下,需降低航天员的代谢消耗,使生命保障系统载荷最小化。

低代谢是指机体代谢率降至基础代谢率以下,进而降低能量和物质消耗,减缓或预防某些航天医学问题的发生。长期载人飞行途中让航天员大部分非工作时间处于低代谢状态,可极大降低飞行载荷、减缓航天员心理压力和人际关系矛盾。

1960年,Hock提出休眠低代谢在星际航行中的潜在应用。1968年公映的科幻电影《2001太空漫游》对未来星际飞行做出了最为大胆的设想和呈现——让航天员处于休眠状态。2004年,ESA提出航天员以模拟动物休眠状态进行星际飞行的设想,并制定了动物休眠生理研究计划。2013年,ESA未来科技咨询小组(FTAP)确认蛰眠和休眠通用技术在载人深空探索中应用潜能。2013年,NASA资助SpaceWorks公司“让航天员处于麻痹状态(Torpor)完成火星之旅”项目,探索让漫长火星旅行的航天员进入亚低温休眠状态的可行性;在完成二期医学评估、营养水分供应等5个方面的研究内容后,推荐采用10~14天麻醉状态以及2~3天恢复期的周期性亚低温休眠方案。此外,NASA也在不同研究计划中布局基于代谢控制的空间飞行环境适应性研究。2018年,中国载人航天工程启动了空间飞行低代谢调节技术概念研究,旨在探寻适用空间环境的低代谢调节技术及其可行性。……

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