中国空间站实时更新了最新的实拍画面。其中一个画面让不少网友看上去直接产生了极大的疑惑:只见黎家盈光脚踩进了一台看起来酷似家用按摩洗脚盆的设备里,动作来起来很放松。这难道是啥高科技太空无水洗脚盆?甚至有人在评论区直接调侃空间站的生活条件升级了,连太空的洗脚按摩这种事都安排上了。
但很快就有航天爱好者敏锐地发现,不太对劲。因为对于中国空间站太空舱,这样一个寸土寸金,每一点空间都弥足珍贵的地方,不可能单纯配备休闲按摩器具。这个看似“洗脚盆”的东西背后,一定有着航天的专业用途。
那这到底是啥太空新装备?航天员操作它需要哪些流程?
不卖关子。其实这台伪装成“洗脚盆”的太空器具,正式名称叫定量超声骨密度仪。是空间站在轨医学保障设施里的核心检测设备。在简单的外壳之下,其实是专门为了太空微重力环境而量身定制的一个精密医疗器械。虽然需要包裹住脚丫进行测量,但它和市面上普通的家用足浴盆没有一毛钱关系。
为啥要在太空搞这样一个东西呢?这就得从航天员在太空中面临的一个顽固的头号骨骼难题说起:骨丢失。
我们在地球上行走、运动、站立,骨骼都因为有地心引力而持续承受着体重的重量刺激,不断刺激成骨细胞产生骨质,进而维持骨骼强度。但我们的航天员进入太空之后,情况就不一样了。微重力环境让人类成骨细胞已经习惯了的体重重量刺激,突然变成了无限接近于0。
而此时,骨骼的代谢循环就会因为微重力环境的逐渐适应儿加速失衡。负责分解骨质的破骨细胞的活性,就开始了大幅的提升。而这样造成的后果就是,根据数据显示,航天员在长期驻留太空的过程中,每月的骨骼骨量流失,能达到1%到2%。这样一个月的骨密度流失,就相当于在地面上,患有骨质疏松患者,半年里的损耗程度。
那如果航天员长期在轨飞行,骨骼就会因为破骨细胞活性的叠加,而让骨骼变得超级脆弱。后果就是在轨工作期间,会容易出现骨骼的酸痛,而返回地球之后,对于地面的重力,破骨细胞影响下的骨骼,无法适应地面的标准重力,很容易发生骨折,至少也会出现腰腿无力的情况,有些外国航天员还因此落下了后遗症。
好,圈叔说了这么多,其实就是想说,黎家盈以及整个神舟二十三号乘组,都会定期检测骨密度。这是每一个在轨航天员,都必须完成的硬性医学检查。
而这台定量超声骨密度仪,就是专门用来动态监测骨丢失速率的专属设备。航天员在开展检测前,有一个硬性操作规范:必须摘掉身上所有金属饰品,金属会干扰内部超声波信号,造成检测数据失真。清理完毕后,将脚后跟完整放入仪器内部的检测舱,启动设备就能自动开始检测,全程无需专人操作,自动化程度极高。
它的检测原理依靠两大检测指标:超声波速、衰减系数。
骨骼骨量越充足、骨质越致密,超声波穿过骨骼时传递速度越快,声波能量损耗更小;反之,如果骨量偏低、骨丢失严重,超声波传播速度会明显变慢,能量衰减现象也会更加突出。
仪器捕捉这两组数据后,会自动完成运算,短短两到三分钟就能生成完整检测报告,报告里包含T值、Z值、骨密度精准数值三类核心参考数据,所有检测数据会实时同步下传到地面医监医保中心,地面航天医学团队能第一时间读取航天员骨骼健康状态,全程实现天地联动监测。
按照空间站常规医学管理标准,航天员每三十天就要完成一次完整的骨密度检测。如果任务周期拉长、需要半年以上长期驻留,或是开展航天骨骼专项科研项目,检测频率还会进一步加密,从每月一次调整为半个月甚至更短周期,持续动态追踪骨丢失的变化速度,不放过任何骨骼健康波动。
光靠定期检测就能保护航天员骨骼吗?答案当然是否定的,检测只是开始,完整的骨骼防护是“检测+干预+复盘”。地面医学团队拿到定量超声骨密度仪传回的数据后,会结合多项配套检测结果综合分析,其中包含太空跑台、电磁抗阻训练装置等锻炼设备的运动数据、下肢激励测试结果、在轨超声成像影像,还有分子探针光谱仪测出的骨代谢标志物指标,多维度交叉验证,精准判断当前在轨锻炼方案、营养补给方案能否有效缓解骨丢失问题。
如果检测数据显示骨流失速度超出安全阈值,地面专家会立刻调整专属方案:一方面优化每日在轨训练计划,增加太空跑台负重时长、提升抗阻器械训练强度,依靠外力给骨骼施加力学刺激,激活成骨细胞活性;另一方面调整航天餐食营养配比,增加高钙、高维生素 D 食材供给,搭配配套营养补充剂,从运动、饮食双向发力,减缓骨质持续流失。
原来航天员“太空出差”远没有看上去轻松,每一项看似简单的操作背后,都是航天科研团队数年的技术攻关。
随着我国空间站进入常态化运营阶段,未来还会有更多航天员执行半年、一年甚至更久的驻留任务,像定量超声骨密度仪这类航天医学设备,也会持续更新迭代。
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