俄罗斯航天员健康保障系统的发展

崔桂玲 黄冉（中国航天员科研训练中心）

在“国际空间站”运行的20年间，有59批主要考察乘组进站工作。所开发的多边医学机构和多层次结构机制，在制定和实施乘员健康和绩效保障措施方面发挥了自身的作用。“国际空间站”多边医学管理机构，在长期飞行常规医学保障系统的建立和运行上发挥了重要作用。

“国际空间站”乘员健康保障的主要任务是，制定统一的乘员健康标准及统一的健康、绩效医学保障标准。鉴于“国际空间站”项目的国际化特点，在制定和实施医学保障措施时，需要加强与其他伙伴国的沟通和协调，这就决定了有必要建立新的医学协调组织。

俄罗斯早期开发的长期飞行医学保障系统为制定“国际空间站”乘员健康维护措施奠定了基础，以格里戈里耶夫为代表的俄罗斯专家为开发“国际空间站”乘员健康标准、居住环境健康标准，以及国际乘员健康一体化管理系统做出了突出的贡献。

1 俄罗斯长期飞行医学保障系统的构成

载人航天发展初期，在东方号（Vostok）、上升号（Voskhod）和“联盟”（Soyuz）飞船短期飞行期间，飞行中和飞行后乘员已经表现出了不良的机体反应，具体表现为前庭功能综合紊乱、运动病、心血管系统指标不稳定、协调性变差，在运动方面出现变化及代谢功能综合变化等。在航天员飞行后重新适应的初期，这些变化表现尤为明显，如果不建立不良飞行因素防护系统，那么未来延长飞行时间或是未来载人航天将会面临很大的困难。

20世纪70年代，俄罗斯生物医学问题研究所的科学家们联合莫斯科诸多科研和临床中心，开发了地面模拟系统，模拟出了失重及其他飞行因素对人机体的作用。

在密闭隔绝实验中，在卧位和立位耐力低动态条件，以及“干浸”条件下，完成了独一无二的生理学、心理学及临床医学的实验研究，旨在了解单一飞行因素对人机体的作用，目的是开发各类航天飞行不良因素的防护方法和设备。这些研究结果为掌握人机体适应航天飞行因素作用的原理奠定了基础，确定了航天飞行中的医学风险，从而开发出了1年以上航天飞行乘员健康维护的方法和设备系统。

为建立并逐渐完善航天考察乘员健康医学保障系统，首先开发了长期飞行中各类功能障碍的预防系统，以及载人航天器生命保障系统。而随着航天医学临床应用的飞速发展，开发出了航天员选拔和训练系统、航天员飞行中和飞行后医学救助系统，以及航天员医学康复系统。

当前航天医学保障已经成为了综合性系统，它涵盖了在航天员职业活动所有阶段保障其健康和绩效的组织措施、医学措施、卫生保障措施和医学技术措施，具体包括：

1）航天员医学选拔及定期医学检查；

2）载人航天器和系统研制过程中的医学跟踪；

3）舱载生物医学保障设备的研制；

4）航天员健康和绩效常规医学保障；

5）航天员健康状态医学监督与分析；

6）航天员健康状态异常诊断，必要时给予医学救助及医疗康复；

7）航天飞行因素对人机体不良影响的预防系统；

8）飞行条件下航天员作息制度的组织；

9）飞行中航天员心理支持；

10）空间站生活舱居住环境的监测（卫生保健和辐射监督）及当航天员居住环境受到破坏时对异常和意外情况的响应系统；

11）航天员饮食和水的保障；

12）航天员卫生保健保障措施；

13）航天员飞行后的健康医学保障，包括医学康复措施。

在这个系统中，每个元素对于保障飞行安全、维护飞行任务乘组成员健康和工作能力，以及保持航天员的职业寿命都是非常重要的。

20世纪70到90年代，航天生物与医学领域的国际合作促进了航天飞行乘员健康和安全医学保障系统的发展。

俄罗斯在载人航天战略上与各国开展双边政府间合作项目，包括医学方面的国际合作，主要是以俄罗斯航天飞行医学保障系统为依托，在制定联合研究计划和研制舱载科学设备方面开展科技合作。

2 “国际空间站”乘员健康医学保障组织

俄美之间既竞争又合作是国际载人航天和航天医学领域的主要特点。根据政府间协议建立的俄美航天生物医学联合工作组在合作中发挥了重要作用。

“联盟-阿波罗”计划是载人航天领域国际合作的第一步，该计划于1975年顺利实施。在之后的20年间，苏联和美国载人航天事业都飞速发展。20世纪90年代初期，由于各种原因，俄美两国认为有必要对本国的航天计划进行调整。在对各种计划、技术能力和资源潜力进行联合评估后，制定了开发和组建“国际空间站”的计划。重要的是，俄罗斯丰富的空间站长期考察经验及其航天员健康保障系统，为国际合作的顺利开展提供了保障。

“国际空间站”项目第一阶段的合作是，俄罗斯联邦航天局（Roscosmos，2016年1月更名为俄罗斯航天国家集团）和美国国家航空航天局（NASA）签订并于1995－1998年实施了“和平-航天飞机”计划，和平号（Mir）空间站与航天飞机实现了联合飞行，美国航天员在和平号空间站上进行了长期飞行，而俄罗斯航天员则乘坐航天飞机执行飞行任务。

“和平-航天飞机”计划的开展为双方共享医学设备和医学经验提供了可能。以此为契机，双方继续开展长期飞行及飞行后乘员的健康维护工作，确立了国际伙伴交流的组织方法，确立了采取决议的程序，这对于在“国际空间站”计划框架内开展各项工作是极为重要的。

航天员在哥伦布号实验舱工作

当时还建立了莫斯科飞行控制中心与休斯敦飞行控制中心定期互动的制度。“和平-航天飞机”项目的重要成果是建立了俄美医学机构互动机制，双方共同参与和平号空间站、“联盟”飞船及航天飞机飞行乘组健康医学保障工作。

从1998年伊始，“国际空间站”伙伴国医学机构合作形式建立起来，这些国家的医学机构直接参与“国际空间站”载人考察医学保障系统医学要求和健康标准的制定，参与飞行中的医学规则和限制条件的制定。此时，在“国际空间站”计划第一阶段中所获取的经验发挥了作用，这些工作均按照1998年1月签订的“国际空间站”伙伴国政府间协议开展。

执行政府间协议的具体章程体现在“国际空间站”事务相互谅解备忘录中，该备忘录是以美国与每个伙伴国之间双方协议的形式形成的。有关乘员的健康问题也体现在备忘录中，文中明确了“国际空间站”3个医学领导机构：多边医学政策委员会（MMPB）、多边航天医学委员会（MSMB）及多边医学实施委员会（MMOP）。明确了“国际空间站”多边医学机构的作用和责任，建立了协商一致的活动原则，对医学文件和决议均通过协商而定。在政府间协议和“国际空间站”备忘录中加入了允许不同意见的机制，这保证了伙伴国医学组织有采取决定的权力。但是有些带有医学性质的决定，如“国际空间站”乘员健康证明，对飞行前、飞行中和飞行后健康保障程序和措施的要求，应当永远属于医学专家的特权。

而“国际空间站”乘员健康医学保障的重要任务是开发一体化或相互兼容的飞行医学保障系统，向航天医学推广使用各伙伴国科学研究成果、地面模拟成果，最新的医学技术、乘员健康状况分析，以及密闭条件下居住环境监督与评价的方法和设备。

而面临的主要问题是在20世纪90年代之前，俄罗斯和美国在乘员健康监督和维护的标准、方法和设备，以及在医学规程和乘员居住环境的标准方面存在很大的差异。经过协商和讨论后，一致通过并制定了多边文件，对“国际空间站”乘员健康保障方面的所有问题进行了规范：制定了飞行前、飞行中和飞行后乘员健康标准及健康评价的医学程序；制定了“国际空间站”乘员居住环境的统一要求；制定了飞行中出现偏离医学要求或出现意外和异常情况下的飞行规程；制定了医学实施文件，对具体考察中医学活动的计划与实施进行了原则性规范。

“国际空间站”各伙伴国医学机构虽然在经验和习惯上存在很大的差异，但这并没有成为合作和一体化的阻碍，相反却成为了新的科学论证基础。通过对医学风险的客观分析和采用协商一致的原则，统一了航天员健康医学标准，这一重要的决定为顺利开展航天员的选拔创造了条件。

俄罗斯科学家格里戈里耶夫是国际乘组医学保障一体化的倡导者，在其直接参与和领导下，成立了莫斯科飞控中心和休斯敦飞控中心医学专家一体化医学小组（IMG），该小组运行高效，其他伙伴国专家也参加了小组工作，共同计划和开展“国际空间站”医学活动。同时还成立了多边医学实施小组（SMOT），该小组由飞行医生、莫斯科飞控中心和休斯敦飞控中心医学小组成员、“国际空间站”所有伙伴国的医学责任领导（MMOP的成员）组成，每个星期对“国际空间站”乘员的健康状况进行评价，针对具体的医学状况做出决定，并向“国际空间站”计划领导和飞行领导层提供结论和建议。

3 “国际空间站”医学保障活动的结果

“国际空间站”载人飞行和考察计划已运行了20年，每批乘组的考察时间平均为129～214天，期间完成了大量的科研和实验任务，其中生物医学研究占据了重要的位置。

俄罗斯乘员健康医学保障系统曾在苏联空间站上接受过检验，目前仍在“国际空间站”上发挥着重要的作用，其主要包括：健康监督和居住环境监测系统、所有飞行阶段的预防系统、医学救助系统和航天员康复系统。

在“国际空间站”建设初期，乘员的医学保障由俄罗斯舱段公务舱系统负责。此时，主要依靠航天飞机和“联盟”飞船运送乘组前往“国际空间站”，货物运输则使用航天飞机或“进步”（Progress）飞船，大结构物资和舱体主要由航天飞机乘组运送和安装。

在“国际空间站”前6批主要考察乘组中，乘组成员由3名俄罗斯及美国航天员组成。2003年美国“哥伦比亚”（Columbia）航天飞机（STS－107）发生事故后，航天飞机暂时停止飞行，“国际空间站”建设暂时中止，并且将主要考察工作计划缩减，乘组成员减为2人。在这种情况下所建立的医学活动管理组织有效地应对了出现的问题，维护了乘员的健康和完成飞行任务必需的工作能力。

自2006年伊始，航天飞机恢复飞行，“国际空间站”建设继续紧张地进行，乘组成员恢复到3人。2009年，“国际空间站”主要乘组进入到了6人考察阶段。2011年，由于航天飞机计划停止，“国际空间站”考察乘组往返运输仅由俄罗斯“联盟”飞船完成，而货物运输由俄罗斯“进步”货运飞船，以及欧洲“自动转移飞行器”（ATV）和“H2转移飞行器”（HTV）保障，2012年美国商业飞船“龙”（Dragon）飞船实现了首飞，开始了货运保障。

尽管乘组成员在适应性反应上存在个体差异，但医学保障小组的医生没有发现乘员有严重的临床问题，没有发现外伤、变异性表现、头痛等问题，由于较好地使用了舱载设备或优化了作息制度，没有发生去同步化现象。

近年来，一些主要考察乘组成员视觉功能出现了变化，具体表现是视力下降，由于眼内压升高，眼底和视觉神经方面出现变化，以前在长期飞行中从未出现过此类情况。为此，根据“国际空间站”多边医学机构的决定，目前正在开展眼科和神经研究综合计划，在飞行前、飞行中和飞行后对“国际空间站”主要考察乘组成员进行深度眼科检查，对脑结构进行检查等。

根据“国际空间站”伙伴国的协议，空间站使用寿命将延长至2024年。在这种情况下，首要任务是基于所有伙伴国舱载资源的一体化，提高“国际空间站”生物医学科学研究效率，为未来超越近地轨道航天飞行和深空探测解决辐射问题及预防医学风险提供依据。

在未来调整“国际空间站”乘组去同步化现象的措施中，确定以下调整状态的方法：药物干预、使用光疗法、进行各类睡眠时间混乱现象的应对训练、调整这一时期的工作计划。

“国际空间站”卫生保障条件在各个飞行时期总体上是令人满意的，并且基本上符合了“国际空间站”飞行前微生物控制标准（ISS MORD）的要求。俄罗斯生命保障系统总体上保障了乘员正常的生活和工作条件。与此同时，经常有噪音超标的记录，一般超出标准值4～24dB，这需要增加补充的防护措施，如使用噪音防护耳罩和防噪音设备等。

与“国际空间站”对接的舱体、货运和载人飞船上载有非金属材料，以及从所送达的物资和设备中析出的气体，是空间站空气介质附加的化学污染源。通过对所获取的数据进行分析，在地面对飞行产品准备过程中有必要完善相关的毒理卫生措施。

医学监督数据定期显示，在空间站内部装饰物表面微生物和真菌群落有超过正常水平的现象，这要求采用专门措施用抗菌素对这些装饰物表面进行处理。在公务舱及近年来在功能货舱定期使用“流通”仪器，这促进了空间站大气环境微生物状态的正常化。

“国际空间站”前40批考察结果证明，空间站乘组所建立的生活条件是适宜的。可以说，没有发生一起“影响飞行计划完成结果”的医学事件，绝大多数医学保障的计划均已完成。

近年来，“国际空间站”俄罗斯医学保障系统一个突出的特点是加强了对个别环节的完善，首先是对乘组成员医学监督系统进行了完善。“心脏医疗”系统的常规使用，极大地拓展了心血管系统的医学监督能力；为俄罗斯舱段提供了新的训练设备—带有防振系统的跑步机，以及新的通风设备加压系统；重新建立了航天员饮食系统；正在完善空间站舱载救助设备、微生物和毒理学环境监控系统；正在实施空间站噪音降低计划和改善照明计划；依靠计算机技术的运用，正在改进空间站乘员的心理支持系统等。

所有这些工作都是在多边医学机构（MMPB、MMOP和MSMB）及所形成的“国际空间站”医学实施管理系统参与和监督下进行的，而MMPB对“国际空间站”医学活动进行了监督。