空間站航天員出艙活動醫(yī)學(xué)保障工作，是載人航天長期飛行醫(yī)學(xué)保障的重點，也是空間站運營和發(fā)展的重要保障。本文主要以“國際空間站”俄羅斯艙段為背景，介紹“國際空間站”航天員艙外活動的概況、艙外活動的工作組織原則與醫(yī)學(xué)保障系統(tǒng)，闡述艙外活動的減壓安全保障措施、艙外活動期間航天員作息制度的特點，最后分析“國際空間站”航天員艙外活動的主要結(jié)果。

　　1 “國際空間站”航天員艙外活動概況

　　“國際空間站”在2001年6月—2010年6月運行期間，利用俄羅斯“海鷹”艙外服進(jìn)行了30次出艙活動。航天員們完成了相當(dāng)大的工作量，這些工作包括進(jìn)行獨特的科學(xué)試驗、在“國際空間站”外表面進(jìn)行搬運和組裝大型結(jié)構(gòu)件、進(jìn)行維修和調(diào)整操作、更換出故障的部件及機(jī)組、接收貨運飛船準(zhǔn)備等等。

　　根據(jù)出艙活動的目的和任務(wù)，每年“國際空間站”安排出艙活動的頻率是1~5次。大部分艙外活動(62%)是在飛行的第60~120晝夜期間完成的。最早一次出艙活動是在飛行的第25晝夜進(jìn)行的。在超過4個月的飛行中有7次艙外活動，而且其中2次艙外活動是乘員組在軌飛行的第158~168晝夜完成的。

　　2 艙外活動的工作組織原則與醫(yī)學(xué)保障系統(tǒng)

　　飛行規(guī)則、MOR D 和A M E R D 是“國際空間站”上進(jìn)行艙外活動所要遵守的文件。眾所周知，為了在開放空間完成工作，在“國際空間站”上使用2種航天服：美國的EMU和俄羅斯的“海鷹”。雖然它們有相同的功用而且外表相似，但EMU和“海鷹”在技術(shù)結(jié)構(gòu)、使用方法和出艙活動準(zhǔn)備程序方面有本質(zhì)上的區(qū)別。

　　乘員組在穿著“海鷹”服工作期間，飛行醫(yī)學(xué)保障的控制權(quán)轉(zhuǎn)給各專業(yè)小組，即“出艙”活動醫(yī)學(xué)保障小組。出艙活動醫(yī)學(xué)保障小組由各單位的專家們組成。

　　在“國際空間站”俄羅斯艙段上，艙外活動醫(yī)學(xué)保障按照俄羅斯的備忘錄進(jìn)行，這個備忘錄以前在完成“和平”號軌道組合體飛行任務(wù)時使用過。在“國際空間站”俄羅斯艙段航天員穿著“海鷹”艙外服進(jìn)行艙外活動時，艙外活動的準(zhǔn)備和進(jìn)行時的醫(yī)學(xué)監(jiān)測階段和方法見表“艙外活動各階段的醫(yī)學(xué)監(jiān)測方法”。

　　在“和平”號空間站上進(jìn)行艙外活動時，一個醫(yī)學(xué)監(jiān)測周期的時間長短取決于與地面站點通訊持續(xù)時間的長短，但在利用通信衛(wèi)星時這一時間可以增加。最新情況是每個監(jiān)測周期達(dá)到過60min。除了把醫(yī)學(xué)遙測信息，諸如心臟收縮頻率、體溫和艙外服生保系統(tǒng)主要參數(shù)傳遞給飛控中心外，這些信息也能反映在艙載計算綜合體的監(jiān)測器上，而且必要時可被其他乘組人員分析處理，這些人員中包括醫(yī)生航天員。常規(guī)醫(yī)學(xué)監(jiān)督的計算機(jī)綜合系統(tǒng)“科馬斯特拉”(комастра)對艙外活動期間醫(yī)學(xué)生物學(xué)參數(shù)進(jìn)行接收、處理、表現(xiàn)和記錄，它可以實時地獲得一系列快速醫(yī)監(jiān)指標(biāo)，以反映艙外活動人員能耗緊迫程度、散熱量和產(chǎn)熱量，并對傳送的所有信息以及記錄在紙上和磁記錄載體上的信息進(jìn)行追溯分析。

　　“出艙”活動完成后，對艙外活動人員的監(jiān)測內(nèi)容包括他們的自我感覺報告、無線通話數(shù)據(jù)、視頻圖像和尿的生化分析。對艙外活動人員這一階段的監(jiān)測與“和平”號空間站飛行計劃有所不同的是，對體重的測量只是在“國際空間站”考察最初階段進(jìn)行，并且是針對完成前7次出艙活動的航天員來進(jìn)行的。有些艙外活動的操作作業(yè)是在“國際空間站”的設(shè)備艙上進(jìn)行的，設(shè)備艙離定向發(fā)動機(jī)不遠(yuǎn)。這時艙外活動人員隨身帶著毛巾，在發(fā)動機(jī)附近的工作結(jié)束后用毛巾擦拭艙外服(特別是擦拭手套)。用過的毛巾包在軟包裝箱里并扔在太空中。

　　3 艙外活動的減壓安全保障

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　　4 艙外活動準(zhǔn)備和實施階段航天員作息制度的特點

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　　5 艙外活動醫(yī)學(xué)監(jiān)督的主要結(jié)果

　　艙外活動期間，(等待“陰影”結(jié)束、聽無線電通話)航天員能耗值約是1.8～2.0kCal/min。這時心率不超過51～70次/分。能耗峰值就像心率一樣取決于工作特性、艙外服內(nèi)微氣候參數(shù)和航天員心理負(fù)荷水平。最大負(fù)荷時能耗達(dá)到7.9～9.8kCal/min，這時心臟收縮頻率峰值為150～168次/分。

　　心臟收縮頻率的平均水平是100次/分，這就是艙外活動的最佳生理負(fù)荷水平。只在4種情況下觀察到了心收縮頻率超過150次/分。第一種情況是發(fā)生了計劃外情況;其余3種情況是在“國際空間站”外表面進(jìn)行復(fù)雜操作時航天員表現(xiàn)出了身體緊張。參加艙外活動的女航天員的心臟收縮頻率沒超出78～120次/分這一范圍，體溫在36.3～37.0℃之間，表明其有好的身體訓(xùn)練和對開放空間工作條件穩(wěn)定的適應(yīng)性。

　　艙外活動人員身體熱感受總的來說是舒適的。只在一種情況下熱感受由舒適偏向“熱”，就是在航天員以前沒有艙外活動經(jīng)驗時。很常見的是熱狀態(tài)由舒適狀態(tài)偏向“涼爽”，這些情況在航天員承受高強(qiáng)度生理負(fù)荷之后，并在軌道陰影區(qū)域休息時發(fā)生。值得注意的是手指出現(xiàn)極冷而不舒服的征兆，這是由于手指與冷金屬物體及“國際空間站”外表面設(shè)備長時間接觸所致。

　　對14人次出艙活動的研究表明，艙外活動人員體重的變化情況為：在11種情況下發(fā)現(xiàn)體重減輕，有5名航天員體重降低1.3～2.5kg，有6名航天員體重減少0.1～0.6kg。其余3種情況下艙外活動后體重測量結(jié)果和原始體重值沒區(qū)別。根據(jù)艙外活動人員的報告，在開放空間進(jìn)行操作期間對液體的需求量是300～400ml。

　　在完成特別緊張且長時間的工作后，艙外活動人員感覺除了普遍疲勞外，不少人都指出手臂肌肉疲勞，并出現(xiàn)手指和腳趾處的皮膚疼痛和被磨破。個別還出現(xiàn)了暫時性蛋白尿癥和糖尿病。蛋白尿癥和糖尿病通常在艙外活動期間心收縮頻率升高和體重減輕超過2kg的航天員身上檢查到。

　　根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料，出現(xiàn)蛋白尿和糖尿病被認(rèn)為是艙外活動期間身體承受繁重負(fù)荷的結(jié)果，可以根據(jù)所得數(shù)據(jù)資料來制定乘組完成出艙活動后恢復(fù)階段的作息制度。

　　6 小結(jié)

　　在“國際空間站”俄羅斯艙段上，各不同階段進(jìn)行的30次出艙活動都成功完成了。艙外活動人員的生理反應(yīng)是與工作性質(zhì)和心理生理緊張程度相一致的。所用的艙外活動醫(yī)學(xué)跟蹤系統(tǒng)能夠快速評價航天員的身體狀況、預(yù)報和警告不良狀態(tài)的發(fā)展。所取得數(shù)據(jù)可用于載人登月或火星飛行艙外活動醫(yī)學(xué)保障的論證中。