空间站上的宇航员每天要花几个小时保护自己的身体免受微重力的不良影响，而火星任务提出了全新的挑战。
NASA 宣布准备在 2030 年代中期将第一批人类送上火星。 尽管许多机器人已经前往火星执行任务，但人类仍然需要探索火星上是否曾经存在生命之谜。
人体严重依赖重力
事实上，进入太空并不像听起来那么有趣，因为它会对人体造成很大的伤害。 人类依靠地球引力来维持每个身体器官和系统的正常功能。 特别是，肌肉骨骼和心血管系统的正常功能高度依赖于重力。
我们每迈出一步，就必须对抗重力，将身体抬起来。 我们与地面的接触为我们的脚提供了反作用力。 这些力量足以帮助我们保持腿部和臀部的骨骼肌肉组织活跃且相对强壮。
此外，在太空呆很长时间的人会变得更高，因为地球引力不再使脊柱受压。 虽然这听起来很吸引人，尤其是对于那些自尊心低的人来说，但该手术实际上很痛苦，并且会增加椎间盘突出的风险。
太空低重力环境危害健康
在地球上，我们不断地在躺着、坐着和站着的姿势之间切换，每种姿势都会因重力而改变我们血液的位置。 当我们站起来时，体内的血液流向腿部，这意味着心脏必须努力工作才能将血液泵回头部，这样我们才不会昏倒。
在太空中，我们的身体处于一种悬浮状态，大部分血液都悬浮在胸部和头部。 这意味着心脏不再需要像以前那样努力工作。 因此，宇航员从太空返回时，很容易晕倒。
低重力环境不仅影响他们的生理机能，还影响他们在太空任务期间做出关键决策的能力。 然而，我们也有一些方法可以帮助他们减少返回地球后恢复正常生活所需的时间。
当前国际空间站的对策
1、体育锻炼
宇航员每天进行近2个小时的运动，其中一半是阻力训练，另一半是有氧训练。 他们使用先进的阻力运动设备 (ARED) 进行力量训练，并在 CEVIS（固定式健身车）和 T2（带安全带的跑步机）的帮助下进行有氧运动。
2.补充营养和药物
考虑到空间站上的宇航员没有直接暴露在阳光下，他们每天需要补充钙和维生素D。 如果没有维生素 D，我们的身体就无法有效吸收钙，而钙对于维持骨骼强健、健康至关重要。
在地球上，骨骼通过成骨细胞和破骨细胞之间的平衡来保持健康。 在太空中，身体似乎倾向于产生更多的破骨细胞。 宇航员服用双磷酸盐药物，这种药物可以减少破骨细胞数量，帮助身体恢复两者之间的平衡。
3、特殊服装
在太空中“成长”可能会引起问题，例如，宇航员由于身高而无法坐在联盟号航天飞机的座位上。 俄罗斯发明了一种“企鹅”服，这是一种利用弹力绳压缩身体的服装。 宇航员在离开空间站之前佩戴它们以帮助压缩他们的脊柱。
研究表明，这套衣服有助于增加腿部肌肉的活动，增加耗氧量。 这表明松紧带为骨骼肌肉组织和心血管系统提供了额外的“压力”刺激。
未来火星任务需要考虑的对策
空间站上的这些对策对于宇航员的健康至关重要，但目前宇航员在空间站的停留时间一般不超过6个月。 如果美国宇航局要将人类送上火星，他们就不必考虑如何在微重力的不利影响下生存更长时间。
此外，空间站及其所有组件大约有一个足球场那么大，而前往火星的航天器将会小得多。 这意味着飞船不太可能拥有像空间站上那样的传统锻炼设备。
锻炼是必不可少的
毫无疑问，锻炼将成为未来所有其他行星任务的重要组成部分。 但保持宇航员健康最有效的锻炼形式是什么仍然存在争议。
研究人员今年早些时候发现，在火星引力下跳跃超过15厘米的高度时，脚对地面施加的力与在地球上跑步时相同。 这足以帮助宇航员达到维持骨骼和肌肉健康的目的。
人工重力和离心力
解决重力不足的最佳方法是重建重力。 欧洲航天局此前进行的卧床运动研究表明，每天在1g离心力下保持30分钟，可以保持腿部肌肉的力量，并可以延缓卧床休息5天后站立时的头晕感觉。
虽然这一结论为我们带来了非常有希望的数据，但将离心机送入太空的后勤工作仍然具有挑战性。 科学家将继续探索如何最好地将离心机集成到火星探测器上。
可穿戴技术
虽然我们无法通过衣服重现重力，但我们可以借助衣服或企鹅服等设备提供阻力和压力刺激。 除了俄罗斯企鹅服外，欧洲航天局还开发了“紧身服”。 该紧身衣由麻省理工学院的工程师设计，比企鹅服更舒适，对身体提供更多的弹性阻力。
神经肌肉电刺激
这听起来不太吸引人。 不过，考虑到神经肌肉电刺激装置的紧凑性和便携性，也成为了科学家们的研究课题。 最近的一项研究发现，每天两次每次 40 分钟的电刺激可以保持大腿肌肉的正常大小。
辐射防护研究责任重大、任重而道远
除了重力降低之外，主要问题是宇宙辐射，其辐射强度可达地球的700倍，这会导致人类患癌症的风险显着增加。 目前在空间站上，宇航员通常受到保护，免受辐射伤害，因为空间站仍在地球磁层内。
欧洲航天局声称，我们对太空辐射风险的了解仍然很差，其长期影响仍然未知。 毫无疑问，我们需要结合多种措施来保证宇航员的健康，这也是科学家未来不断探索的课题。