出舱活动对心血管系统的影响

舱外活动(EVA)是指航天员离开座舱在太空的微重力环境或其他星球中从事的运动,它是保障航天中航天员正常生活和工作及未来太空探险必不可缺少的一项活动.在载人航天计划的实施过程中,EVA已从偶尔、短暂的事件演变为长时间的、极富成效和大有用处的航天员工作,成为载人航天获得迅速发展的重要因素.从1965年3月18日苏联航天员列昂诺夫完成首次EVA,截至2005年底,共有154名航天员完成了245次EVA,EVA达474人次,在舱外停留的时间累计236 h 45 min.自从国际空间站计划实施后,EVA成为国际空间站主要任务之一.空间站的组装、维修和试验都离不开EVA.我国在2008年发射的"神舟"7号上也将进行我国首次出舱活动.因此,了解EVA对航天员身体的影响,保障航天员在EVA中的健康、安全和有效工作是航天医学家的重要职责.

基于暖体假人代谢模拟的"飞天"舱外服热防护特性试验研究

目的 确定在轨空间环境下的舱外服整体系统的极限隔热能力(漏热率),验证系统被动热防护结构设计的正确性、合理性及特定防护结构的性能.方法 通过空间外热流仿真计算确定轨道出舱活动可能经历的极限热工况和极限外热流,采用红外笼和液氮模拟舱外服的空间热流和热沉:用暖体假人模拟舱外服内人体代谢和温度控制.结果 采用上述方法构建了人-舱外服-外热真空环境试验系统;通过对真空无热沉、冷黑背景和不同外热流施加的热状态比较、外部散热控制法和暖体假人热补偿法的比较,形成了验证和评估系统热防护性能的综合技术方法.对飞天舱外航天服在模拟内外部热环境下进行了极限热防护性能测试和评估.结论 对试验精度进行的分析表明试验结果具有很好的测试精度,能够对舱外服热防护性能进行验证和评估.

中国载人航天医学工程学发展的过去、现在与未来

基于中国载人航天医学工程研究在不同的发展阶段所开展的工作,总结了航天医学工程学科的形成与发展的过程.探讨了航天医学工程学各骨干学科之间在体系内相互依存、相互影响、相互配合、相互渗透的关系.结合我国载人航天后续任务的开展,明确了航天医学工程学的发展方向和需要开展研究的内容.为了搞好后续任务,提出了航天医学工程教学、科研与型号任务相互促进, 共促发展的学科建设方向.

我国载人航天成就与空间站建设

我国载人航天工程自1992年启动以来,已成功完成了5次无人飞船飞行和4次载人飞行,突破和掌握了载人天地往返技术、航天员出舱活动技术和空间交会对接技术,为建造空间站奠定了坚实基础.2010年9月,国家批准启动载人空间站工程,工程将分空间实验室和空间站两个阶段实施.本文首先回顾我国载人航天工程计划的形成过程,总结我国载人航天工程发展历程及所取得的成就；其次,简要介绍我国交会对接任务实施情况；然后概述我国空间实验室和空间站的技术方案以及建设规划；后展望空间站应用与国际合作前景.

载人航天工程的后续目标与航天医学工程的研究方向

以载人航天为任务背景的航天医学工程学科在中国载人航天工程中发挥了重要的作用并得到了迅速发展.在此基础上,根据工程后续的3个目标:1)突破航天员出舱活动技术,验证航天员的舱外作业能力;2)突破飞船与空间目标飞行器的交会对接技术;3)建立一定规模的空间实验室,著者提出了航天医学工程研究在航天员选拔训练,工程设计的医学、工效学要求与评价,航天员医监医保与航天医学研究,航天器环境控制与生命保障技术研究,出舱活动与交会对接的相关技术研究和训练与试验模拟技术研究等领域的研究方向和重点.

航天员出舱作业人机界面的工效学研究进展

目的综述航天员出舱作业人机界面工效学的研究状况.资料来源与选择结合已有的工作基础,并引用国内外公开发表的相关论文及著作.资料引用论文14篇,著作2部.资料综合论述影响航天员舱外作业效能的主要因素,划分了出舱活动的类型,归纳国外在气闸舱、舱外活动工作台或装配架、舱外工作点的设计与舱外航天服等方面涉及的工效学研究状况,并分析采取的解决措施.结论国外在进行舱外作业人机界面工效学评价时,利用了嵌入人体的计算机模型,有效地解决了相关技术问题,我们应着重加以考虑.

人服系统上肢交互生物力学仿真模型

目的 通过建立人-舱外服上肢交互生物力学仿真模型计算穿着舱外服后航天员上肢关节力矩和肌肉力,满足出舱活动风险评估的需求.方法 分别建立舱外服手臂的刚体运动学模型和关节阻尼力矩迟滞模型以描述舱外服关节的运动和力学特性.通过对舱外航天服肘部和人体肘部位置进行约束实现人体和舱外服手臂之间的运动学耦合,利用虚拟反作用力元实现两者之间的动力学耦合,在反向运动生物力学架构下建立一体化仿真模型.利用该模型对宇航员穿着加压、未加压舱外服和不穿着舱外服3种工况下肘弯曲/伸展进行仿真案例分析.结果 3种工况下肱二头肌的预测肌肉激活和积分肌电的相关性分别为0.86、0.71、0.65,肱三头肌对应的相关性分别为0.75、0.61、0.60,采用预测肌肉激活和积分肌电的一致性定性验证了模型的正确性,利用舱外服肘关节阻尼力矩与人体肘关节肌肉承受力矩之间的一致性验证了模型的合理性.结论 该人服系统上肢交互生物力学仿真模型能有效计算航天员穿着舱外服后的上肢关节力矩和肌肉力,且仿真结果和实验表明,加压后舱外服关节阻尼力矩造成较大的人体关节力矩和肌肉负荷,为航天员出舱活动中的体力负荷和骨肌风险评估提供方法学支撑.

翟志刚:"太空漫步"下的亲情故事

激动人心的历史时刻,定格在2008年9月27日下午16时40分00秒.围绕地球飞行了29圈的神舟七号飞船,成为世界瞩目的焦点.翟志刚也因此而成为中国进行太空空间出舱活动的第一人.当翟志刚打开舱门,在太空向大家招手,说出太空中第一句话"神舟七号向全国人民、全世界人民问好!"时举国欢腾.

航天员出舱活动三大"高难动作"/出舱面临三大医学风险"神攻"带五种新药上太空