嘉宾：李莹辉 航天员系统副总设计师
主持人：大家好，欢迎继续关注神舟九号任务技术讲堂节目。随着神舟九号与天宫一号的顺利对接，航天员已经成功进入天宫一号，并开始进行各项空间实验。古人有诗云“我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒”。相信此刻大家最为关心的就是三位航天员在天宫中是如何工作与生活的。本期技术讲堂我们特别请到了载人航天工程航天员系统副总设计师、航天医学专家李莹辉，请她为我们大家来解读一下航天员在天宫一号中开展空间实验的有关情况。李副总您好。
李莹辉：您好。
主持人：首先请您给我们介绍一下，此次神舟九号与天宫一号对接后，三位航天员在天宫一号内主要进行哪些实验操作呢？
李莹辉：主要是围绕着人的长期在轨驻留，以航天员的健康保障能力为核心，开展了航天健康监测检测技术，失重生理效应与机制，以及失重防护还有医学、功效学，评价技术研究。
主持人：您能具体给我们介绍一下吗？
李莹辉：因为我们这次开展的实验还是有十几项，我们简单介绍几项。这些实验是要分成三类，一类是围绕失重条件下人的影响和变化开展的。主要是我们开展了失重对心血管功能的影响，失重对前庭功能的影响和失重对脑功能的影响，这是我们开展的一类实验，大家可以看到他们航天员头上戴的天机帽，做的实验就是这一类。
第二类实验是我们为了获得人体的一些参数，比如说我们在空间整个任务期间，我们人的质量变化，在地面上我们大家都叫重量变化。到了空间因为没有重量了，我们不叫它重量，而叫质量。大家也看到我们质量测量仪，实际它的原理是基于牛顿定律，F=Ma，恒力等于质量乘以加速度。我们质量仪基于这样的原理设计的，通过把质量仪的拉杆拉出来，测质量仪的时候大家也看到，我们人是在拉杆上，让拉杆在拉杆回去，通过恒力和拉杆回去的加速度我们算出人的质量，这是第二类的实验。
主持人：这也就是说在太空中称体重。
李莹辉：对，大家都很关心的在太空中称体重，但是我们还是叫它质量。第三类实验就是和我们的比如说我们药代动力学的实验，大家都知道在地面条件下，我们吃药有的药是一天两次，或者有的一天三次。这个给药的两次和三次，是基于药代动力学的特点来设计的，到了太空中，由于失重对人的影响，它的药代动力学是会有所变化的，所以在这里面我们就设计了一个实验，通过给他服入药物，来通过测量他唾液中药物的浓度变化，来看它的药代动力学的规律，将来指导我们的用药。
还有一类我们是面向长期失重开展的失重防护技术研究，比如说长期失重中有空间骨丢失的问题，所以我们就设计了空间骨丢失防护技术研究。主要是基于直接力刺激对于我们骨细胞的，直接力刺激的影响来实现防护对抗的目的。当然我们也会较之其然，之其所以然，在一些咱们实验里面还是设计了一些失重生理效应机制学的研究，比如说我们细胞学实验，通过在轨的失重条件下观察和骨相关的细胞变化特征，包括它的基因表达的影响，来看失重为什么会导致骨丢失。
主持人：李副总我们知道，相比神五和神七的前三次载人航天飞行任务，神九的时间最长，最为航天医学专家，您作为关注的核心问题是什么？
李莹辉：当然是失重生理效应了，因为我们人体的各种结构和它的功能都是在适应地球上这种1G重力条件下形成的。它在对于各个生理系统的调节、反馈也是适应地球1G重力条件下形成的。但是你当进入太空以后，马上进入到一个失重环境里面，那么在地球1G重力条件下建立起来的这种固有的，神经体液的调节，以及我们各个生理系统的结构都会发生紊乱。就会产生一系列的生理变化，当然这些变化都是一些适应性的变化，它不是病。所以我们一直叫它失重生理效应，当生物机体走入另一个环境里头以后，对另一个不同的环境的一个快速适应。所以面对咱们13天的飞行，主要处于一个急性适应期，它有这样一些表现。一个表现就是我们体液头像分布。这个体液头像分布，咱们在地球上我们每个人处于站立他机体的身体里边，在不同的高度，它里边我们要有一个专业叫流体静脉压。它的压力是不一样的，比如说我们以心脏为100为例，头部的压力可能大概就是70毫米汞柱，脚底大概是200毫米汞柱，到失重条件下这种压差就没有了，没有重力了就没有压差了，这个时候我们就发生一些体液向头面部快速转移，形成大家就看到面色发红，好像红光满面，而且比较饱满，比较充盈。
同时它会伴随的还有一些鼻塞，还有头痛的感觉。这是我们进入太空后的一个体液的头向转移。
另外我们在地球上，大家都知道我们会保持平衡，这种平衡是和我们耳朵里面，内耳里面有一个结构叫前庭它是密切相关的。前庭里面有耳石，它可以感觉受到本体感觉的变化。当到失重条件下以后，这个来自重力条件的冲动，神经冲动就没有了，这时候就会导致前庭功能的紊乱，就是我们常说的可能会诱发空间运动病，这个时候大家就会关心是不是会发生头晕、恶心，严重的呕吐，这是进入轨道以后首发的两种问题。
随着时间的延长，可能会有心血管的问题，心血管功能的降低和肌肉力量的降低，对于13天来说，肌肉萎缩不会很严重，但是它会有肌肉力量的降低。大家常看到的我们人都在空间上，这三位航天员都是飘着的，从刚进舱到现在活动都是以飘浮的形式，来运动。这个时候肌肉是不吃力的，不像在地球上你做任何一个动作，举手投足你的肌肉，有的肌肉收缩，有的肌肉是舒张，都会有这样的肌肉力量受到刺激。到微重力条件下，这部分刺激就消失了，所以会出现一部分肌肉萎缩的问题。
同时由于肌肉力量消失，而且我们的运动负荷也减少，心血管的功能也是会下降的。还有一个问题，经历了短暂的十几天的飞行，我们还非常关心的，他从刚刚适应了微重力的条件，马上要返回到地球，这时候它有一个重力的再适应。重力的再适应实际上也是反映的是一个心血管条件的问题，这次的任务中我们主要围绕着这几大问题开展我们失重生理效应防护。
主持人：看来失重环境令航天员的健康面临巨大挑战。请李副总给我们详细介绍一下，为了保障航天员健康高效的工作和生活，主要采取了哪些防护手段呢？
李莹辉：这次防护手段主要是针对他十几天出现的生理效应，这些生理效应都是一个适应性的变化。我们主要是第一个，我们使用了套袋，这个套袋主要加在，我们用专业的话说是下肢近心端放在大腿的根部，给他实行一定的压力。这样阻止他下肢静脉的血液快速向上体转移，来减缓急性适应期的作用，这是一方面。另外为了维持他的运动能力和他的心肺功能，我们有一个自行车功量计，大家都看到在轨骑自行车。
主持人：刘洋那天骑的非常自如。
李莹辉：刘洋非常漂亮，非常潇洒的进行自行车功量计的锻炼。给她一定的符合，保持他的心肺功能和他的肌肉力量。另外我们针对肌肉在他受到刺激力的刺激减少，有企鹅服，这个企鹅服主要是在衣服的夹层里有很多弹性袋，因为失重条件下，大家看到它是飘浮着走。肌肉是不受力的，我们认为的给他增加一些弹性袋，他做每一个动作的时候，必须要克服弹性袋的阻力，才能把这个动作做到位，这时候给他一些肌肉刺激，维持他肌肉的结构和他肌肉的功能。
另外我们还有一个下体负压桶，现在可能还没看到，明后天我们还就会用。这个下体负压桶主要是针对体液的头向分布，我们用一个桶，让下半身在桶里面抽负压，把这个向头面部分布的血液通过负压吸引回到下半身，通过这样的一些刺激，来调节他的心血管功能。体液头向分布，压力把它吸回来，再往上走，没有压力又上去，这样反复刺激心血管调节，增加心血管适应性。
再有就是拉力器，因为上天以后失重效应会导致背部肌肉和上肢不舒服，我们针对他的力量设计拉力带，主要是通过压力动作，增加背部和上肢的力量。因为我们航天员上去经常会反映背疼，这个动作可以有效地缓解这样的现象。
主持人：相信有了这一系列防护手段，航天员一定能够在轨健康高效的工作与生活。听说航天员在空间也会玩一些小游戏，请问这些游戏也属于航天医学实验的一部分吗？
李莹辉：其实看似是一些游戏，实际上是在进行心理和认知方面的实验研究。大家看到，比如说我们通过颜色的偏好和图形的选择，就可以判断对于在轨的情绪进行评价，这是一个很专业的心理学的实验，还有一些点阵的图，通过点阵的视频图可以判断本体的人是正位还是头朝下，还有他的运动方向，这个是对瞬间的知觉影像的一个研究，我们也叫运动知觉能力的研究。
另外还有通过形象的吹气球的实验，这个气球既要吹的比较大，吹的越大得分越高，但是又不能吹破，这样的实验来进行人的风险决策的判断。还有一类比如说我们目标跟踪实验，那个实验主要是前面有一个靶子，你看到这个靶子的时候，你要很好地手上要有反映，这时候判断在失重条件下对于目标的识别，和手眼精确的跟踪能力。所以大家看到的类似是一些游戏，实际上都是进行一些认知方面的研究。
主持人：航天医学实验的广泛开展，未来是否也将有益于普通民众的身体健康呢？
李莹辉：我们想会有的，对于在微重力条件下，人的一些适应反映的认识，人的生理现象的一些深刻认识，对于接受我们地面的一些，比如说我们在不同重力条件下，对于心血管调节的影响的研究，将来对我们地面的这种高血压的发生机制，会有一些帮助。包括我们在轨的空间骨丢失的研究，去认识为什么会发生骨丢失。在骨丢失过程中，他的调控机制，影响因素，对我们地面的退行性的骨质疏松也是会有帮助的。另外在天上形成的一些防护锻炼措施，比如说我们针对肌肉萎缩发展的一些肌肉力量的练习，包括器械，包括方法对于地面的长期卧床病人，或者是一些肌肉功能上有问题的病人都会有一些帮助作用。
主持人：好的，感谢您的精彩解读。人类飞向太空的道路是一个漫长的科学探索征途。其中踏出的每一步，都源于对科学和自然的好奇与热爱。随着航天器的不断发展和完善，航天员在太空的探索脚步也越走越远，逐渐形成空间科学研究体系，载人航天与科学研究的完美结合，拓宽了人类延伸梦想的领域。其前景令人欢欣鼓舞，感谢您收看本期节目，我们下期再见。
