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原标题:航天员在太空没有重力,吃东西怎么咽下去,大便怎么解出来?
太空生活看起来很有趣,航天员们甚至可以吃到新鲜的苹果,看来饮食和地面上差不了多少。
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有网友疑惑为啥在失重环境中人还能那么自如地吃东西,食物的吞咽不是靠重力的吗?还真不是。吞咽食物靠的是舌头和食管的肌肉,舌头将食物抛向食管,食管的蠕动将食物向下排。有时候咽下体积较大的食物感受就比较明显,能清晰地感受到食物从喉部被推着一路向下。所以在重力环境中的人其实倒立吃饭也没问题。
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只不过倒立吃饭的时候,食物容易聚集在气管食管的交汇处,容易呛到。因为口腔和鼻腔的后部是连通的,倒立吃饭的话,食物先聚集于口腔的上部,也就是位置上的下部,这样就容易覆盖气管食管的入口。知道了食物吞咽和倒立与否无关,就知道为啥航天员吃饭那么容易,而且在太空中吃饭也更好玩,食物放在嘴边,轻轻一吸食物就进嘴里了。进嘴巴以后口腔中的唾液和食物混合,食物由于粘性等并不会在嘴里乱飘。
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航天员头朝上或者头朝下是我们在地面上的视角,在空间站中人无所谓姿势,因为处于完全的失重状态。不过航天员却有头朝下躺着睡觉、吃饭甚至排便的训练,这样的训练能使航天员更适应太空失重的环境。从重力环境到太空失重环境会有短暂的不适应,人有时候会产生一些方位感,杨利伟飞天入轨后就觉得自己有点头朝下,过了一俩钟头才适应这种感觉,然后在神舟五号飞船中睡了一个多小时。
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大便这个问题其实也很简单,和进食的原理是一样的,排便是肠道肌肉推动的过程,也不是因为重力,一般情况下自主可控。很显然,我们人类直立行走,嘴在上肛门在下,粪便处于消化道最低处,如果靠重力排便的话,人的直立行走岂不是很麻烦,走一步漏一点出来谁受得了?肛门括约肌限制排便的过程,只在极端时比如急性肠胃炎,肠道内压力增高,可以突破消化道的限制,会有上吐下泻的生理反应。
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不过在太空的排便也是需要训练的,因为太空中毕竟是失重,而排便时大小便会有一定的速度,所以太空中肯定不能像地球上一样。小便是用类似于吸尘器的管子,抽着气,小便自然而然地被吸进去;大便麻烦得多,也要用类似的坐便器,所以坐便器的口子比较小,只有碗口粗细,大便的时候就需要对准,然后开动抽吸,粪便自然地被吸入马桶。
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人可以简单地看成一根管子,只不过管子上长了很多的骨骼肌肉神经等生理结构。管子的上口就是嘴巴,下口就是肛门,肠子曲折地盘在腹腔内,而且小肠的位置还要低于部分结肠,肠道中的褶皱在肌肉的作用下推动着食物向直肠移动,基本不需要重力的帮助。倒是人的其他生理系统,比如血液系统的运动需要重力的作用。
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人的静脉尤其是大静脉血管中,存在着静脉瓣这种构造,静脉瓣可以保证血液的正常流向。动脉血管可以随着心脏收缩,起到泵血的作用,将血液向周身打去,而静脉则是经过组织细胞的物质交换后的回流血液,所以很多时候血液是逆着身体向上流。在重力环境中,心脏搏动间隙,容量血管中的静脉血因为自身重力、前方血管阻力等因素倒流,这时静脉瓣被冲击关闭,防止了血液的倒流。
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可失重环境中,容量血管中的血液主要靠静脉血管较弱的收缩力推动血液关闭静脉瓣,静脉的肌肉层很薄,收缩力小,所以静脉中就容易有血液的倒流。国外的一项研究就发现,航天员的颈静脉等处更容易发生血栓疾病,原因就在于血液可能倒流,这里血细胞更容易破裂死亡,破损物在静脉瓣的背面等处堆积逐渐形成堵塞。在这项研究中,有6位航天员的颈内静脉在50天内血流停滞,甚至出现回流的状况。
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总得来看,太空失重对日常生活没有影响,但是却对人体健康存在着一定的风险,主要包括血栓形成、骨骼钙质流失等。所以这就需要空间站为航天员配备较为齐全的医疗设施,航天员可以自己处理一些小问题,还需要时常监测然后将数据传回地球,地面医疗专家评测健康风险,提醒注意事项。航天员本身也是太空生物生理研究的一部分。 |
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