让我们来探讨重力问题。我们从ISS只学到了一样东西：生活在微重力环境下很糟糕。理想的健康状态需要重力，而长期处于零重力环境是非常危险的——这个观念从未得到充分验证。

20世纪中叶一些科幻小说作家推测，零重力将使人生机勃勃：血液更容易流动，关节炎将成为过去，背痛会被治愈，衰老本身也会减慢。所以，带着祖母一起去旅行吧。我们从早期的太空计划中得到的提示是，这样一个美好的前景是不真实的。宇航员从仅仅几天的失重状态中返回时，就会感到虚弱。但是他们恢复了过来，所以很多人觉得，哦，也许没那么糟。之后我们又花了更多的时间在太空。

俄罗斯人在“和平号”空间站上待了几个月，回来后似乎出现了一些严重的、长期的健康问题。不过，俄罗斯人一直没有给出他们宇航员的健康数据，所以我们一直无法确切知道详情。这些被视作英雄的宇航员中，有许多人回来后很少公开露面。正是ISS任务让我们明白了这样的事实：长期处于零重力状态对人体健康有多方面的危害。这是NASA的功劳。

在继续下面的内容之前，我应该先定义一些术语。零重力，尽管看起来很方便，但在近地空间范围内可能是一个不确切的表述。ISS上的宇航员并非生活在没有重力的环境中，他们一直处于自由落体的状态，但永远都坠落在地平线之上，与地球擦肩而过。ISS和其他卫星并不是因为逃脱了地球引力才飘浮在太空中；它们之所以能保持在那里，是因为它们有着惊人的水平速度。ISS以英里/小时

（千米/小时）的速度运行。如果用什么办法让它完全停下来，那么它就会直接落到地球上，然后宇航员、飞船和其他一切都会掉下来。事实上，正是地球的引力使运行中的卫星保持在轨道上，地球的引力与卫星在发射期间所获得的横向运动力在向下运动中形成完全平衡的反作用力。如果没有地球的引力（假如地球突然神奇地消失了），卫星就会以直线发射出去。因此，要描述ISS上缺乏重力的感觉，更准确的术语是微重力和失重。

然而，即使这些术语也仍然是不完美、不准确的。ISS上的宇航员有重量，大约是地球上体重的90%，而地球与他们脚下的距离只有英里。实际上他们在月球上会轻得多，只有地球上重量的16%。

绝对零重力是不可能实现的，因为重力是任何两个物体之间的引力。但是在太空深处，远离任何卫星、行星或恒星的引力牵引时，重力则接近于零。在太空旅行方面，我会交替使用零重力、微重力和失重这三个术语。

关于重力对人体的影响，我们的理解只有两个数据点：1和0。在地球上，我们的重力是1G。在ISS上，宇航员生活在0G环境中。对于两者之间的东西我们一无所知。空军飞行员使喷气式飞机加速，可以体验到5G或更大的力量，有时会导致他们昏厥。这是正常地球重力的5倍，可以将血液挤出大脑。但这种力通常只持续几秒钟，飞行员并不是生活在超重力环境中。不管怎样，我们不太关心大于1G的力，因为太阳系内我们想去的任何地方——L2轨道、月球、火星，等等——其重力都小于1G。

1G有什么特别的？没什么特别，只不过它伴随了我们的演化过程。我们的骨头之所以有这样的厚度，就是因为有这样的重力水平。没有了无处不在的重力，没有它向细胞发出的持续信号，骨骼里的矿物质就会开始析出，骨骼就会变得脆弱。肌肉在收缩时也需要一定的抗力。如果没有重力，肌肉就会萎缩，失去弹性。你可以在太空中锻炼。

ISS上的宇航员每天必须锻炼两小时，为的是尽量减少骨质流失，尽量减少肌肉损失。这种方法有一定的作用。但不管怎样，在零重力状态下，骨骼密度下降的速率仍然超过每月1%，而地球上老年人的骨骼密度损失率为每年1%。通过一个事实就可以知道宇航员的骨质流失有多严重：在ISS上将尿液完全循环成饮用水的主要障碍是，过滤器每天都会被钙沉积堵塞。这些钙从骨骼渗出进入尿液，这种渗出也使得宇航员在短期内面临肾结石的风险，从长期看则面临肾病的风险。

尽管宇航员在特制跑步机上进行了肌肉锻炼，但在太空中待几个月返回地球后，他们还是行走困难，甚至拿不动杯子。对于肌肉来说更为糟糕的是，大多数肌肉无法得到锻炼。锻炼集中在移动四肢和躯干的主要骨骼肌上。但是还有数以百计的其他肌肉，例如心肌、不随意肌、平滑肌以及其他骨骼肌，无法得到锻炼。对抗重力就是它们在地球上的锻炼方式，而在ISS上，它们得不到锻炼。脸上和手指上那些细小的肌肉都变得很弱。

肌腱和韧带在零重力环境下也开始衰退。脊柱变长，宇航员在太空中的身高会增加1～2英寸，这会导致背部疼痛。由欧洲航天局运营的欧洲宇航员中心（EAC）太空医学办公室（SMC）正在设计一种高科技“紧身衣”，来帮助宇航员在太空克服背部问题。这么说吧，这套服装非常具有欧洲风格。

在体内，更多的事情是在1G条件下的细胞层级上进行。正常情况下，由于重力作用，血液会在足部淤积。我们的循环系统经过演化，可以将血液向上推送到大脑，而大脑是一个相当重要的器官。在没有重力的情况下，循环系统就像间歇泉一样将血液向上推动，无拘无束，你的头部会感到有节奏的冲击。你的心脏开始加速跳动，将血液输送到身体下部。你的身体开始认为有多余的血液，问：这些血液是从哪里来的？

于是你的肾脏会超速运转，通过尿液排出多余的水分。结果你脱水了，你的血液开始变稠。这反过来又会触发身体停止制造红细胞，因此你会慢慢变得贫血、迟钝、呼吸急促、容易感染，等等。这是一个系统性的医学噩梦。眼睛特别容易受到这种不自然的液体晃动的影响。超过2/3的宇航员报告称，在轨道上待了几个月后出现视力下降。液体压力使眼球后部变平，视神经发炎，破坏脆弱的血管。

NASA宇航员约翰·菲利普斯（JohnPhillips）是早报告这一问题的人之一。随着时间一月一月地过去，望着窗外时，他觉得地球看上去越来越模糊。NASA在他返回地球时测了他的视力，发现他在轨道上待了6个月后，视力从20/20下降到20/。这意味着，前往火星的宇航员需要携带各种度数的眼镜，以帮助他们克服渐进的、不可避免的以及永久性的视力下降。NASA认为视力问题在宇航员中期健康风险中排第一。

像眼睛一样，整个大脑也漂浮在液体中。曾经对34名宇航员任务之前和任务之后的核磁共振图像进行研究，发现微重力导致的变化可能是永久性的：说到底，是因为他们的大脑向上移动时受到压迫，大脑的中央沟变窄。中央沟是大脑顶部皮层的沟，将大脑顶叶和额叶分开。这些是大脑中控制精细运动和高级执行功能的部分，在ISS上待的时间越长，大脑的这些变化就越严重。

NASA直到20世纪90年代末才开始

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