兩太空人滯留 9 個月終返地球!一文詳解對人體健康影響

FILE - NASA astronauts Suni Williams, left, and Butch Wilmore stand together for a photo enroute to the launch pad at Space Launch Complex 41 Wednesday, June 5, 2024, in Cape Canaveral, Fla., for their liftoff on a Boeing Starliner capsule to the International Space Station. (AP Photo/Chris O'Meara, File)
威廉斯(Suni Williams)(左)與威爾摩(Butch Wilmore)(右)滯留了太空 9 個月,終於成功返回地球。 (AP Photo/Chris O'Meara, File)

【Yahoo 健康】美國太空總署(NASA)太空人威廉斯(Suni Williams)與威爾摩(Butch Wilmore)滯留了太空 9 個月,終於成功返回地球。原本為期一週的任務,卻因太空船出現技術問題,令兩人在國際太空站逗留了 290 天。長時間暴露於太空環境,為他們的身體帶來深遠影響,包括骨質流失、肌肉萎縮、視力變化,以及輻射暴露可能增加的健康風險。

「RIDGE」五大風險因素

NASA 長年研究太空環境對人體的影響,並將相關風險歸類為「RIDGE」五大因素,即輻射(Radiation)、隔離(Isolation and confinement)、與地球的距離(Distance from Earth)、重力影響(Gravity effects)及惡劣環境(hostile Environments)。威廉斯與威爾摩在微重力環境下待了近 9 個月,這對他們的身體帶來了一系列深遠影響。

FILE - In this photo released by NASA, astronauts Suni Williams and Butch Wilmore, both Expedition 71 Flight Engineers, make pizza aboard the International Space Station's galley located inside the Unity module on Sept. 9, 2024. Items are attached to the galley using tape and velcro to keep them from flying away in the microgravity environment. (NASA via AP, File)
兩人在國際太空站製作pizza,在微重力環境下,物品使用膠帶和魔術貼固定,以防止飄走。 (NASA via AP, File)

骨質與肌肉流失

微重力環境會對人體骨骼與肌肉造成嚴重影響。地球上的人類依賴重力來維持骨質密度與肌肉強度,但在太空中,由於骨骼和肌肉幾乎不需對抗重力,身體會快速流失骨質與肌肉組織。根據 NASA 的研究,每位太空人在太空中每個月大約流失 1% 至 1.5% 的骨質密度,這意味著 9 個月後,他們的骨骼強度可能已下降 超過 10%,導致骨折風險增加。這種情況類似於患有骨質疏鬆症的病人,可能需要數月甚至數年才能恢復正常。

肌肉方面,特別是腿部、背部與核心肌群,會因為缺乏重力刺激而嚴重萎縮。即便 NASA 已要求太空人每日進行 2.5 小時的抗阻訓練與有氧運動,如跑步機、動感單車及負重訓練,但這些措施仍無法完全抵消肌肉流失的影響。回到地球後,他們需要長時間的物理治療來重新鍛煉這些關鍵肌肉,以恢復基本的行走與站立能力。

血液循環與心血管影響

在微重力環境中,人體的血液與體液會發生重新分佈。地球上的血液循環依賴重力來維持正常運作,但在太空中,血液會從腿部和下半身湧向頭部與上半身,導致太空人常出現「太空面容」(puffy face)現象——面部腫脹,而腿部則變得消瘦。此外,這種體液分佈的變化可能會影響腦脊液,導致顱內壓上升,進而影響視力。

研究顯示,長時間在太空中,部分太空人會出現「太空飛行相關神經眼症候群」(SANS),主要症狀包括視力模糊、眼球變形以及視網膜變化。這些影響可能在返回地球後數月仍持續存在,甚至可能對視力造成永久性損害。

心血管系統同樣受到影響。在微重力環境下,心臟不需要用力對抗重力來泵血,導致心臟肌肉逐漸變弱,回到地球後可能出現血壓波動、頭暈與站立困難。根據過往太空任務的數據,某些太空人在返回地球後會出現「直立不耐症」,即無法長時間站立,因為血液無法有效回流至大腦,可能導致昏厥。

FILE - In this photo provided by NASA, the Boeing Starliner spacecraft with astronauts Butch Wilmore and Suni Williams aboard approaches the International Space Station on Thursday, June 6, 2024. (NASA via AP, File)
搭載兩名太空人的波音「星際客機」(Starliner)太空船於 2024 年 6 月 6 日接近國際太空站,但之後因技術問題,無法原機返回地球。 (NASA via AP, File)

腸胃消化與營養吸收問題

重力對腸胃道的運作至關重要,幫助食物從胃部移動到小腸,並促進消化液的正常分泌。在太空中,胃腸蠕動會變慢,影響食物的消化與吸收。

NASA 研究顯示,部分太空人會出現胃灼熱、腹脹、便秘或腹瀉的問題。此外,由於人體在太空中會流失大量鈣質,腎結石的發生率也會顯著增加,這可能對未來長途任務(如前往火星)帶來嚴重風險。

輻射暴露與癌症風險

國際太空站雖然處於地球磁層的部分保護範圍內,但長時間滯留仍會讓太空人暴露在高能量宇宙射線與太陽風的輻射之下。根據 NASA 的研究,6 個月的太空任務會讓太空人接受比地球上的人高出 10 倍的輻射劑量,這可能導致 DNA 受損,增加癌症風險與神經退行性疾病的可能性。

NASA 目前仍在研究如何減少輻射對人體的影響,包括開發更有效的屏蔽材料,以及透過藥物或基因療法來修復受損的 DNA。但就目前而言,縮短太空飛行時間仍然是最有效的防護措施。

JACKSONVILLE, FLORIDA, MARCH 18: (EDITOR'S NOTE: This handout image was provided by a third-party organization and may not adhere to Getty Images' editorial policy) In this handout image provided by the National Aeronautics and Space Administration (NASA), support teams work on the SpaceX Dragon spacecraft shortly after it landed with NASA astronauts Nick Hague, Suni Williams and Butch Wilmore, and Roscosmos cosmonaut Aleksandr Gorbunov onboard on March 18, 2025 off the coast of Tallahassee, Florida. Williams and Wilmore were returning from a stay onboard the International Space Station that began in June 2024.  (Photo by Keegan Barber/NASA via Getty Images)
該飛船 3 月 18 日在佛羅里達州塔拉哈西外海著陸 ,成功返回地球。(Photo by Keegan Barber/NASA via Getty Images)

心理與認知影響

長時間與世隔絕、缺乏私人空間、與同事長期共處狹小環境,都可能對心理健康產生影響。NASA 的研究顯示,太空人可能出現焦慮、抑鬱、睡眠障礙、情緒波動,甚至對科技或團隊產生不信任感。由於威廉斯與威爾摩的滯留時間遠超預期,他們可能在回到地球後才真正表現出這些心理影響。

此外,某些太空人曾描述「俯瞰效應」(Overview Effect),即從太空俯瞰地球後,對人類社會與個人價值觀產生新的體悟。這種心理變化可能會影響太空人在返回地球後的生活方式與職業選擇。

返航後的復康訓練

經歷 9 個月的微重力環境後,兩位太空人在返回地球後將面臨一段艱難的適應期。他們需要接受生理復康訓練,包括:

  • 重新學習行走:因肌肉和骨骼變化,初期甚至站立都可能感到困難,並容易出現頭暈、失衡等情況。

  • 心血管復原:血液循環系統需重新適應地球重力,心臟功能可能在數週內仍較弱。

  • 皮膚變化:由於 9 個月來衣物與皮膚幾乎沒有摩擦,他們的皮膚將變得異常柔軟,容易受到刺激。

歷史上更長時間的太空滯留紀錄

雖然威廉斯與威爾摩的 9 個月滯留時間是美國太空人中最長的非計劃性太空飛行,但他們並非歷史上滯留太空時間最長的人。蘇聯太空人波利亞科夫(Valeri Polyakov)於 1994 年至 1995 年期間,在「和平號」太空站連續停留 437 天,至今仍保持人類最長單次太空飛行紀錄。

美國方面,NASA 太空人魯比奧(Frank Rubio)曾在 2022 至 2023 年間,於國際太空站停留 371 天,創下美國最長單次太空任務紀錄。

NASA astronaut Frank Rubio, a member of the International Space Station (ISS) Expedition 68 main crew, waves as he boards the Soyuz MS-22 spacecraft prior to the launch at the Russian leased Baikonur cosmodrome in Kazakhstan on September 21, 2022. - Expedition 68 astronaut Frank Rubio of NASA, and cosmonauts Sergey Prokopyev and Dmitri Petelin of Roscosmos are scheduled to launch aboard their Soyuz MS-22 spacecraft on September 21. (Photo by Dmitry LOVETSKY / POOL / AFP) (Photo by DMITRY LOVETSKY/POOL/AFP via Getty Images)
魯比奧(Frank Rubio)曾在 2022 至 2023 年間,於國際太空站停留 371 天,創下美國最長單次太空任務紀錄。 (Photo by Dmitry LOVETSKY / POOL / AFP)