自去年十月中旬飛上太空以來(lái)，神舟十三號(hào)的3名航天員翟志剛、王亞平、葉光富，已經(jīng)在中國(guó)空間站上度過(guò)了長(zhǎng)達(dá)5個(gè)多月的時(shí)間，這是中國(guó)航天員在太空中待得最久的一次，上一次的神舟十二號(hào)為3個(gè)月。從下周開(kāi)始，神舟十三號(hào)的三位航天員終于要進(jìn)入返回地球的準(zhǔn)備階段！

此前，三次飛上太空的聶海勝（神六、神十、神十二）是在太空中停留時(shí)間最長(zhǎng)的中國(guó)航天員，現(xiàn)在已經(jīng)被神舟十三號(hào)的三位航天員所超越。如果再算上神舟十號(hào)的14多天的太空飛行，王亞平成為目前我國(guó)在太空中停留最久的航天員。

王亞平還創(chuàng)造了其他多項(xiàng)第一，她不僅兩次飛上太空，是去太空次數(shù)最多的中國(guó)女航天員，而且是首位進(jìn)入中國(guó)空間站的女航天員，并且還是我國(guó)第一位進(jìn)行太空行走的女航天員。

當(dāng)我們?cè)诹w慕三位航天員在太空中體驗(yàn)失重的樂(lè)趣時(shí)，卻不知道他們?cè)谔罩邪肽陙?lái)，身體要經(jīng)受住多大的挑戰(zhàn)。那么，三位航天員長(zhǎng)期生活在太空中，他們的身體究竟產(chǎn)生了什么變化呢？他們?cè)诜祷氐厍驎r(shí)又要遭遇什么挑戰(zhàn)？與飛船發(fā)射時(shí)相比，為什么地面上的航天工作人員對(duì)飛船返回時(shí)感到更加緊張呢？

在地球表面上，我們都會(huì)感受到重力作用，地心引力把我們束縛在地表。我們一直生活在1g的重力環(huán)境中，身體構(gòu)造都是為了更好適應(yīng)這樣的重力環(huán)境。但到了太空中，一切都變了，因?yàn)橹亓缀跸Я恕?/p>

需要注意的是，太空中的航天員并不是沒(méi)有受到地心引力作用，只是他們感受不到重力了。根據(jù)牛頓的萬(wàn)有引力定律，引力與距離平方成反比，太空中的航天員距離地表大約400公里，與6371公里的地球半徑相差很多，他們距離地心只是稍微遠(yuǎn)了一些。通過(guò)計(jì)算可知，航天員受到的地心引力只比在地表上弱了12%。

真正讓航天員失重的原因是他們一直在做自由落體運(yùn)動(dòng)。試想一下，地面上有一門(mén)大炮，水平打出一發(fā)炮彈，由于炮彈出膛后沒(méi)有動(dòng)力，在地心引力的作用下，炮彈會(huì)以?huà)佄锞€(xiàn)的形式飛行，最終會(huì)落到地面上。炮彈能飛多遠(yuǎn)取決于初速度，初速度越快，飛行距離越遠(yuǎn)。

由于地球是一個(gè)球體，表面是彎曲的，當(dāng)炮彈的初速度足夠快時(shí)，炮彈的飛行軌跡剛好與地球弧線(xiàn)相匹配，炮彈就不會(huì)掉到地表上，而是繞著地球一直在飛行。根據(jù)牛頓力學(xué)計(jì)算，炮彈的初速度需要達(dá)到7.9公里/秒，這就是我們熟知的第一宇宙速度。

不過(guò)，地表上有空氣阻力，還有凸起的山川，為了讓航天器在飛行時(shí)不受阻礙，就需要到太空中。中國(guó)空間站飛行在距離地表大約395公里的太空中，它的軌道速度約為7.68公里/秒。航天員就是以這么快的速度繞著地球做圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力剛好充當(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以他們一直在做自由落體運(yùn)動(dòng)而不會(huì)掉下來(lái)，從而感受不到重力。

生活在失重環(huán)境中，對(duì)航天員身體產(chǎn)生一個(gè)顯而易見(jiàn)的影響是，他們看起來(lái)“發(fā)福了”，尤其是臉部比上太空前明顯“變胖了”。這其實(shí)是因?yàn)槭е氐沫h(huán)境，讓航天員體內(nèi)的液體重新分布，增加了上半身尤其是頭部的體液量，所以他們才會(huì)看起來(lái)變胖了。

先前的研究表明，頭部體液增加可能會(huì)影響到視力。在失重環(huán)境中，腦體積也會(huì)增大2%左右，更多的體液會(huì)涌入頭部，導(dǎo)致顱內(nèi)壓升高，視神經(jīng)受到壓迫，從而損害視力。

另?yè)?jù)其他研究，長(zhǎng)期的太空飛行還會(huì)讓宇航員出現(xiàn)“太空貧血”?？茖W(xué)家分析了14名在太空中生活了半年的宇航員，結(jié)果發(fā)現(xiàn)他們體內(nèi)的紅細(xì)胞遭到不小的破壞。

因?yàn)槭е丨h(huán)境會(huì)讓宇航員體內(nèi)的血液大量流入上半身，導(dǎo)致很多紅細(xì)胞被破壞。新產(chǎn)生的紅細(xì)胞數(shù)量趕不上破壞的數(shù)量，就會(huì)讓宇航員出現(xiàn)溶血性貧血。即便宇航員回到地球上后，在一年內(nèi)仍然會(huì)出現(xiàn)溶血。

此外，失重還會(huì)讓航天員的骨質(zhì)流失，肌肉萎縮。為此，航天員在太空中也需要做各種鍛煉。當(dāng)航天員回到地球上時(shí)，他們通常需要坐著，要過(guò)一段時(shí)間才能適應(yīng)地球表面的重力。

在飛船返回時(shí)，往往是航天工程師最為擔(dān)心的時(shí)候。因?yàn)轱w船發(fā)射升空時(shí)，如果遇到緊急情況，運(yùn)載和飛船都有逃逸系統(tǒng)，可以避免危險(xiǎn)。但在飛船再入大氣層時(shí)，就只能靠飛船自身。

下周，神舟十三號(hào)飛行乘組將進(jìn)入返回地球的準(zhǔn)備階段，對(duì)空間站內(nèi)的各種物品進(jìn)行整理，為之后神舟十四號(hào)飛行乘組的到來(lái)做好準(zhǔn)備。在完成大約180天的太空飛行任務(wù)后，3位航天員將于四月中旬返回地球，讓我們一起期待他們的凱旋。