微重力任務

微重力任務從一開始就遭到一些科學團體和媒體的責難。

常諷刺為花「大」錢做「微」科學。實際的情形是微重力任務是「太空實驗室」的主要顧客，「太空實驗室」和「哈伯」又是太空梭前期顧客，是航太總署太空站整體策略的一環。微重力任務也是太空站主要顧客，但太空梭、太空站絕不是為微重力任務而建，沒有微重力任務，太空梭和太空站計劃也要進行，微重力任務祇是使用已經存在了的太空梭和太空站而已，這是比較公平和客觀的看法。

克服失重後遺症
下面讓我談談微重力科研梗概。
微重力太空實驗室主要從事生命科學、物理、化學等方面的實驗，為人類長期在太空生活和送人去別的星球做準備工作，同時也把實驗結果帶回地球，增進人類社會的生活素質。

我先解釋一下為什麼需要在太空失重情況下，做這類研究工作。
人類幾百萬年的生理進化，一向以地心引力為中心。我們頂天立地地站著，我們的肌肉、骨骼不停地接受重力的千錘百鍊，才能維持它們的強度；內耳的半規管依賴重力使我們能辨方位；我們的心臟血管的正常操作也與地球重力場密切相關。人類能離開地球的重力場正常地生活嗎？
　　
在過去三十多年太空飛行中，蘇俄和美國的科學家收集了一些初步的數據。這些數據顯示，失重對內分泌、紅白血球的產量、內耳平衡器官及骨質的疏鬆，都有一定程度的影響，但最明顯的生理失重狀況，莫過於太空失水及其引起的一些症狀，如太空貧血、內分泌降低、雙腿肌肉萎縮等。這些症狀如果沒有妥善處理，小至影響太空人的健康，大至引起太空船操控的危險。

人類的體液在重力作用下，大部分是分佈在下半身，在失重狀況下，下半身的體液會向全身分佈，在外表上造成臉部充水等現象。人體內兩個重要的壓感中心(baro receptor)全都分佈在上半身，一個在心臟大動脈上，另一個在頸動脈上。這兩個中心在失重時，傳給腦部的訊號，並不是體液重新分佈的訊息，而是體液太多的告急信號，這個信號會引起體液大量排泄。

通常在太空人進入地球軌道後二十四小時之內，這種排水的現象就會告一段落，此時體液的分佈和重力環境下不同，基本上是一種嚴重的失水現象。在微重力下，人類的生理機能平衡與地面處於不同的基點，在這個新基點上，太空人的血壓與心跳都比在正常重力下為低(約低百分之五)。血壓與心跳的變化輻度降低，應變能力也隨之減低，但基本上，太空人可以在這個基點上正常地生活與操作。然而，生存在這個新的基點上，很明顯埋伏著危機。

譬如說，太空梭突然需要緊急降落，太空人沒有時間補充失去的體液，一旦重返正常重力狀況，體液重新向下半身集中，輕微狀況會造成頭暈，嚴重情況的話會造成休克。如果發生在正副駕駛身上，就會造成極度的危險。到目前為止，美國太空人最嚴重的病例有兩起，他們都需要在降落後，馬上打點滴，把失去的體液補充回來，才能站起來。

從一九七一年起，蘇俄與美國就開始進行瞭解這項太空生理現象的科學實驗，並尋求治療方法，但基本上，仍不外在太空人的下半身加上負壓力衣裝置，把體液一面由上半身回收，一面飲用食鹽水或食用鹽片，補充體液，但整個治療程序，一直到一九七七年，才有了突破性的發展。亥亞特(Hyatt)和維斯特(West)在地面臨床實驗中發現，在減輕長期臥床病人的腿部肌肉萎縮時，如使用負三十毫米水銀柱的下半身套子，每次處理四小時，並喝下一公升的肉湯，效果最佳。

另外一條研究線索是控制體內某種特殊的荷爾蒙醛固酮(Aldosterone)，這種激素可以強迫身體把鹽分留住，連帶也把水分保留住。這種方法很受太空人歡迎，就像減肥不需要運動，每天祇吃一顆藥丸就行了，但這種對抗失水的方法還在研究發展階段，遠不如負壓處理成熟。

從一九九○年太空梭復航起，美國開始有系統地進行對抗失重的生理實驗，這個實驗被稱為「下半身負壓」實驗。它的構想極為簡單，就像喝飲料用的吸管一樣，把它套在太空人的下半身。

到目前為止，這項實驗共飛行九次，十九位太空人用過這套裝備。在一九九四年七月，國際太空實驗室二號(International Microgravity Laboratory, IML-2)飛行中，日本第一位女性載重專家向井千秋(Chiaki Mukai)隨機做了這個實驗。她從一九八五年，就開始了這次飛行訓練。她是心臟外科醫生，是做這個實驗的最佳人選，也是第十九位實驗者。目前發現最好的用法是在預備著陸前二十四小時內，套上這個裝備，把壓力調到比太空艙低三十毫米水銀柱(每平方吋零點六英磅)，在裡頭待四小時，在這療程開始後一小時內，飲用一公升加糖果汁及八克鹽片。

實驗結果顯示，經過這種處理後，在一天之內，太空人的生理狀況與在地面無異。換言之，如果在這個時間內重返重力場中，不會發生暈機或休克的現象，這對太空梭緊急返航著陸的處理程序上，提供了大幅度的安全保障。

司掌人類平衡器官的內耳也是以地球重力為規格而設計的，一旦失去了重力場，內耳也跟著失去了方位的座標，這個損失造成內耳的平衡感與視覺脫離關係，於是產生了太空暈機現象。據可靠資料顯示，有百分之五十以上的太空人都有暈機的經驗。

失重還會引起骨骼失鈣的後果，與上了年紀的骨質疏鬆症(osteoporosis)極為相似。最新的數據顯示，連續失重六個月以上，在回到重力場六個月後，失去的鈣尚無法完全恢復。

所以，我們要問，長時間的太空旅行能夠實現嗎？如何才能克服這些困難呢？要不然，經過一年的太空飛行後，太空人抵達火星，他們能登陸嗎？這些問題都要借助微重力實驗，才有解決的希望。在失重的狀況下，可在短時間內，引發太空人骨質疏鬆症，進行此類老人病的研究。

參議員約翰‧葛蘭(John Glenn)三十六年後重返太空，為這項研究做出貢獻。這是把從天上學來的知識用於地面人類社會的一個高能見度的例子。