前言
近些年來,我國的載人航天事業有了極大的發展,取得了較大的成就。2005年我國“神舟六號”載人航天任務的圓滿完成,不僅實現了多人多天的航天飛行,而且為開展空間實時生命科學研究提供了技術平台,進行了我國首次有航天員參與的空間細胞學研究項目,取得了我國空間生命科學研究的新突破,標誌著我國航天科技事業進入了一個嶄新的階段。
發展
與此同時,一門新興的科學---空間醫學與生物學悄然興起,並逐漸受到人們的關注和重視。
起源和發展
空間生物學一般認為始自40年代後期,1948年美國Bloosom-3火箭將猴子Albert送上天。蘇聯的空間生物學開始是1951~1952年將9隻狗發射升空,然後才是 1957年小狗萊依卡在軌道上生活了一周。 為了解空間條件對人的影響,判斷把人送上天是否有危險,必須研究生存條件和保護裝置。研究近似繞地軌道飛行的條件對動物的影響,研究猴、狗和小鼠在空間飛行條件下,是否產生損傷;從1948年起到1961年加加林上天期間,美國發射了14枚生物火箭,蘇聯發射了26枚生物火箭,將狗、猴和其他生物發射到100公里到500公里的高空,利用火箭在接近航天的條件下進行生物學和醫學研究。研究在密閉艙和非密閉艙內的生存條件以及對於宇宙輻射、失重和加速度的耐受性。這個階段的研究是為了解近似繞地軌道飛行的條件對動物的影響,主要是通過研究猴、狗和小鼠在空間飛行條件下的狀況,間接了解空間條件對人的影響,判斷把人送上天是否有危險,並研究生存條件和保護裝置。1957年起人造地球衛星載有狗在繞地軌道飛行,研究從發射到入軌,以及長時間軌道飛行對動物的影響,並用遙測技術監測動物的生理參數,監視動物的行為和反應。還研究了宇宙射線的生物學影響,這一階段為載人航天打下了基礎,作好了準備。由於證實了人進入空間不會發生意外,這才有1961年第一次載人飛行。由於美國和蘇聯集中於監測和保護航天員的健康,空間生物學在開始時進展緩慢。60年代後半期,通過生物衛星和各種太空飛行器進行多種生物學實驗以及醫學實驗,探索延長空間飛行時間和飛往月球的安全性。70年代初進入空間站時代,長期空間飛行成為可能。 1970年以後,為探討航天病的機理以找出相應的防護措施,為利用空間的特殊條件揭露生命的奧秘,並為地面人員帶來好處,進行了大量的、系統的空間生物學實驗研究。從1983年開始了太空梭的空間實驗室飛行,才能夠使空間醫學和生物學進行系統和廣泛的研究。
中國發展
中國在60年代中期也發射了5枚生物火箭,通過對狗、大小白鼠及其他多種生物樣品的實驗,獲得了有價值的資料,為我國的空間生物學研究走出了第一步。從80年代起,通過我國返回式衛星的剩餘空間搭載和利用國外的飛行器,進行了一些空間生物學和空間醫學的實驗。隨著空間科學技術商業化熱潮的出現,關於空間生物技術的套用在80年代也成為熱點。自80年代後期起,逐步轉向生物技術基本過程的研究。90年代以來,逐步深入到機理研究。由以前的普查實驗,發展到控制實驗條件,在有機體的各種結構層次上探索微重力的效應,並且採用飛行中的一倍重力加速度和地面對照。例如,對於承重骨骼的骨質量損失,是有關航天員長期空間飛行及返地時的健康、安全的最重要問題。要了解骨損失的機理,提出有效的物理或藥物對策,就需要了解微重力對於決定骨生長和骨吸收的細胞有何影響;分析承重骨內感受和回響重力細胞所遵循的分子和細胞機理;鑑別和分析微重力引起肌肉活性及血流的變化對骨代謝可能引起的反應;測定及了解與骨代謝調節與環境所引起的激素水平的變化。相應地,採用從分子生物學到整體生理學的實驗方法,採取整合的、多學科的研究途徑。
與美俄差距
然而,我國空間醫學與生物學研究與美國、俄羅斯等航天強國相比還有很大差距,尤其是在空間醫學與生物學的前瞻性研究和技術的開發方面落後很多,主要表現在以下幾個方面:
1. 目前空間醫學與生物學研究主要是為了保證神舟號任務的完成,研究內容和技術水平還很局限,只有極少數進行前瞻性課題的研究。
2. 國家在空間醫學與生物學研究上的投入不夠,在973、863、自然科學基金方面只有少數課題與空間醫學與生物學方面研究相關。
3. 對空間醫學與生物學技術研發工作不夠重視,研究機構和開發項目比較分散,目前還沒有成立一個專門的空間醫學與生物學技術研發機構和學術委員會。