以人馭境：人體工程學書寫載人航天的生存智慧（下）

以人馭境：人體工程學書寫載人航天的生存智慧（下）

中國人體工程學研究院

當人類將目光投向遙遠的宇宙，載人航天便成為檢驗文明高度的終極試煉。在這場跨越星球的探索中，人體工程學拋出了一個直擊核心的精彩命題：人體，這一經過億萬年地球環境雕琢的精密系統，如何在時間、空間、物理場全然異質的太空環境中，安然生存、高效工作并維系身心健康？這個問題沒有停留在技術攻堅的表層，而是深入到“人”與“環境”的本質關系，勾勒出一項宏大而溫暖的系統工程。從空間站的在軌適應到返回地球的再重塑，人體工程學以多維度的科學方案，破解著載人航天的核心挑戰，書寫著“讓環境適應人”的生存智慧。

系統性破局：人體工程學的“調時差”與“服水土”之道

在日常生活中，我們常用“調時差”“服水土”來形容身處陌生環境時的適應過程——前者是生物鐘對新時間節律的校準，后者是身體對新物理環境、氣候條件的接納。而航天員在太空與地球之間的適應，正是這一日常體驗的“超級升級版本”：太空環境的極端性、異質性遠超地球上的任何地域差異，其適應過程也絕非被動等待身體“習慣”，而是一場由人體工程學技術高度賦能、系統化管理的主動建構。它以科學為筆，以細節為墨，在異質環境中為人體搭建起穩定的生存框架，讓“調時差”與“服水土”成為可精準調控、可全程保障的系統工程。

“調時差”：在混亂時空里構建“時間膠囊”

地球上的24小時晝夜節律，是人類進化出的“天然生物鐘”——光照的明暗交替、溫度的晝夜波動，如同大自然設定的“鬧鐘”，指引著褪黑素分泌、新陳代謝、睡眠覺醒等生理活動有序開展。但空間站每90分鐘繞地球一圈的軌道運動，徹底打破了這一自然節律：24小時內16次日出日落，舷窗外的明暗快速交替，讓“白天”與“黑夜”失去了傳統意義上的時間錨點，生物鐘陷入前所未有的混亂。此時，人體工程學的“調時差”策略，絕非被動等待身體適應這種混亂，而是主動出擊，用科學設計為航天員創造一個穩定的“時間膠囊”。

這套“主動塑造”的生物鐘適應系統，核心由“嚴格作息制度”與“動態光譜照明”兩大支柱構成。地面任務控制中心為航天員制定了基于“協調世界時”的精準作息表，從起床、就餐、工作、鍛煉到睡眠，每個環節都精確到分鐘。這種高度結構化的安排，通過日復一日的規律重復，為身體植入了穩定的“人工節律”，讓生物鐘在混亂的太空時間中，依然能保持清晰的運行軌跡。而動態光譜照明系統，則成為調節生物鐘的“精準工具”：早晨，高色溫（偏藍）的光線模擬日出，抑制褪黑素分泌，快速喚醒身體，提升警覺性；日間，光線保持柔和穩定，適配工作狀態；夜晚，低色溫（偏紅）的光線模擬日落，減少視覺刺激，促進褪黑素分泌，為深度睡眠鋪路。

一硬一軟的雙重干預，讓航天員即便身處“一天十六晝”的極端環境，也能擁有符合生理需求的“虛擬晝夜”。這種“主動塑造”的智慧，徹底顛覆了傳統“被動適應時差”的邏輯——它不是讓身體去遷就環境的混亂，而是用工程技術重構一個適配人體的時間環境，讓生物鐘在異質空間中依然能平穩運行，為航天員的身心健康和工作效率筑牢基礎。

“服水土”：在異質環境中搭建“適應橋梁”

如果說“調時差”解決的是時間節律的適配問題，那么“服水土”則要應對太空環境對人體生理、心理、感知的全方位沖擊。在太空這方“特殊水土”中，微重力、前庭紊亂、體液失衡、密閉孤獨等多重挑戰接踵而至，人體工程學的應對策略始終堅守“主動對抗”的核心——不是聽天由命等待身體“扛過去”，而是通過多維度的科學干預，幫助身體“馴服”異質環境，在太空與地球之間搭建起順暢的適應橋梁。

針對微重力這一最核心的環境挑戰，人體工程學給出的“服水土”方案是“模擬重力負荷”的強制鍛煉。在太空，重力的消失讓肌肉（尤其是承重肌群）因缺乏使用而快速萎縮，骨骼因失去負重刺激而加速流失。為了對抗這種“失用性退化”，空間站配備了跑步機、自行車功量計、抗阻訓練裝置等專業設備，航天員每天必須進行至少2小時的高強度鍛煉。跑步機通過彈性束縛帶將航天員固定在跑帶上，模擬跑步時的重力支撐；抗阻訓練裝置通過真空負壓提供可調節阻力，讓肌肉得到充分鍛煉。這種“主動對抗”，本質上是用人工干預模擬地球重力對身體的刺激，讓肌肉和骨骼“保持記憶”，從而有效延緩萎縮與流失，幫助身體“服下”失重這方水土。

對于前庭系統紊亂引發的“太空運動病”，人體工程學采用了“訓練預防+藥物干預”的雙重策略。在地面，航天員會接受轉椅、離心機、拋物線飛行等高強度前庭功能訓練，逐步提升身體對空間運動刺激的耐受性；進入太空后，針對性的藥物則能有效緩解頭暈、惡心等不適癥狀。一防一治的組合，讓航天員能夠平穩度過前庭系統的適應期，順利“服下”前庭紊亂這方水土。

面對微重力導致的體液向上半身聚集，引發的“大餅臉”“鼻塞”等問題，“飲食調節+服裝工程”成為關鍵解決方案。飲食上，通過精準控制鹽分攝入，調節身體水鹽平衡，減少體液異常分布；服裝上，特制的“負壓褲”通過在腿部施加可控負壓，形成人工重力梯度，將上移的體液拉回下肢，緩解頭部充血與下肢水腫。這種“內外協同”的干預，讓心血管系統在微重力環境中依然能保持相對穩定的運行狀態，幫助身體“服下”體液失衡這方水土。

而密閉、狹小、單調的太空環境帶來的心理壓力與孤獨感，則需要“環境設計+心理支持”的溫柔守護。艙內通過顏色分區、紋理裝飾、個人儲物空間營造歸屬感，用視覺標識建立“上下”方位感，緩解空間感知混亂；舷窗成為心理舒緩的重要窗口，讓航天員能隨時俯瞰地球美景，慰藉思鄉之情；定期的視頻通話、地面新聞推送、家人信件，則搭建起與地球的“心靈紐帶”，讓航天員在物理隔離中依然能感受到社會的連接。這些充滿人文關懷的設計，幫助航天員“服下”密閉孤獨這方水土，保持心理穩定與情緒健康。

從生理到心理，從物理干預到人文關懷，人體工程學的“服水土”策略形成了一個全方位、多層次的適配體系。它不回避異質環境的殘酷，也不依賴人體的極限抗壓能力，而是通過科學技術的精準賦能，讓環境主動適應人體需求，讓航天員在極端環境中依然能保持身心平衡。

以人為本，成就探索奇跡

神舟二十一號的航天員們能夠圓滿完成在軌任務，平安返回地球，并非因為他們擁有“超人”般的體質，而是因為他們置身于一個由人體工程學理念構建的、高度精密的“生命支持與健康維護系統”之中。這個系統如同一位隱形的守護者，從時間管理的“調時差”，到環境適應的“服水土”，再到返回地球后的“再重塑”，形成了一個覆蓋在軌全過程與返回后康復期的閉環體系——它持續監測航天員的身心狀態，通過動態照明、對抗性鍛煉、藥物干預、心理疏導、康復訓練等多重手段，實時干預、精準優化，確保人體這一“地球優化系統”在異質環境中始終保持最佳狀態。

人體工程學提出的這一精彩命題，不僅破解了載人航天的核心挑戰，更彰顯了人類探索宇宙的本質追求：探索未知的終極目的，是為了更好地守護生命。它用科學技術的力量，將“人”的需求置于探索事業的中心，讓極端的太空環境變得可適應、可駕馭，成為人類智慧改造環境、成就探索奇跡的非凡典范。

在未來的載人航天征程中，隨著人體工程學的不斷發展與完善，我們必將構建出更精準、更舒適、更具人文關懷的適應體系。而這一以“人”為核心的探索邏輯，也將指引著人類向著更遙遠的宇宙邁進——無論我們走得多遠，始終以生命為本，以健康為基，讓每一次太空之旅，都成為一場安全、溫暖、充滿希望的探索征程。

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