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權威解答 | 中國空間站航天醫學實驗領域第一批項目指南問答

來源:三湘健康網 發表日期:03/07 瀏覽次數: 作者:三湘健康網

2018年3月19日,我國空間站航天醫學實驗領域第一批項目指南正式對外發布,邀請國內有能力從事相關項目的科研實體參加競爭擇優。

我國未來空間站航天醫學實驗領域將包含哪些醫學項目?從項目申報到搭載飛天,需要經歷哪些環節?這些醫學實驗對空間站硬件和航天員提出了哪些要求和挑戰?……就這些問題我們邀請了載人航天工程航天員系統副總師、中國航天員科研訓練中心航天醫學基礎與應用國家重點實驗室主任李瑩輝研究員進行了權威解答。

01

這次實驗指南中的項目包括長期失重航天員健康影響與防護技術研究、空間輻射對航天員健康影響與防護技術研究、航天員行為與能力研究、先進在軌檢測與醫學處置技術研究、傳統醫學航天應用技術研究等。這包含著怎樣的戰略考慮?總體上具有哪些特點?預期要達到哪些目標和成果?

A: 空間站建設期,航天醫學實驗任務以保障航天員長期在軌駐留能力為核心,以健康維護技術研究為主線,系統策劃、統籌布局實驗項目。5個應用方向、30個實驗項目覆蓋了制約人類長期航天飛行“人-系統風險”機制及其關鍵科學問題,系統收集、積累空間環境效應及人因研究數據,建立較為完善的“人-系統風險”評估體系,開展創新性防護技術研究,為長期航天飛行進行理論和技術儲備。

空間站航天醫學實驗總體規劃的5個方向的總體考慮為:

針對長期飛行對航天員健康影響與防護技術研究,瞄準長期飛行的醫學風險,系統開展失重生理效應、機制、防護新技術前沿研究,發展醫學風險的預測、評估與減控能力。在研究內容上,通過多層次、多系統、譜學篩選與聚焦靶點等相結合的系統深入研究,努力實現失重生理效應與防護的理論創新和技術發展。

針對空間輻射對航天員健康的影響與防護技術研究,瞄準輻射風險可接受水平確立與輻射防護難題與熱點。在輻射劑量方面,以人體輻射敏感器官劑量測量技術為突破口,積累我國軌道長期飛行的人體組織器官劑量,建立相關輻射安全評價方法;在輻射生物效應與防護方面,開展輻射敏感器官損傷機制與防護新技術研究,為后續深空星際探索奠定理論技術基礎。

針對航天員行為與能力研究,瞄準航天飛行人-系統作業主要風險,聚焦長期飛行人的行為能力變化及其測評和調控技術、未來智能化人機交互與功能分配等熱點問題,開展探索性研究,獲取人在空間能力發揮要素的新認識,研發有效的行為與績效維護新技術,為實現航天飛行中人-系統的高效整合提供有力技術支撐。

針對先進的在軌監測與醫學處置技術研究,建設期主要瞄準人體健康精準在線監測需求,發展高敏感性芯片技術、長時間動態可穿戴監測技術等健康監測發展熱點,研發適宜于長期飛行的航天員健康監測新技術。

針對傳統醫學航天應用技術研究,發揮中醫治未病的優勢,建立基于傳統醫學理論與方法的航天員健康診斷與評價技術,發展面向長期飛行的航天醫學問題防治的藥物、穴位刺激、導引等新方法。

綜上,航天醫學實驗聚焦長期載人航天飛行的醫學問題,從人體效應觀察到生物學機制研究、從理論探索到防護技術應用、從健康診斷評估到醫學干預技術研究,統籌布局,系統地開展航天醫學實驗五個方向的研究,確保能夠代表當前航天醫學領域的理論和技術發展前沿需求,具有較強的創新性和工程可實施性。

02

現有規劃中,在航天醫學領域將有哪些原創性的、或者更具特色的空間項目?

A: 原創性的空間項目很多,比如瞄準骨骼的內分泌功能和骨骼的生物力學響應適應機制、心血管整合生理調控機制、干細胞在失重環境下的生理效應等當前國內外生物醫學研究的熱點,有望取得創新性的理論成果;實現醫學樣本采集與處理、在線分析以及數據處理與信息傳輸等功能的整合,實現生理、心理和行為能力指標參數的高度融合,在設備開放性、功能拓展性等方面有望取得重要技術突破;吸納柔性生理信號采集技術、可穿戴式生物傳感器技術、體感識別、生物仿生、微流控芯片技術、增強拉曼光譜技術等先進技術,部分技術有望在航天領域首次應用。

航天醫學實驗領域項目研究還將突出中國特色醫學。航天實踐表明,發揮傳統醫學的優勢,深化航天醫學研究,具有廣闊的應用和發展空間。研究面向長期航天飛行任務的對抗措施時,更應關注多生理系統、多因素及多種對抗措施之間的相互影響和關系,而注重預防和整體調節的傳統醫學技術無疑具有得天獨厚的優勢。

同時,一些效果良好、科學依據充分諸如導引、冥想、瑜伽、推拿等身心療法,資源占用少、簡便易行,也很適合在航天中應用。再如將穴位療法與織物式柔性電極結合,會發展為新一代舒適型可穿戴健康調理服。因此,在航天醫學實驗領域中專門設置了傳統醫學方向,旨在研究如何更好發揮利用傳統醫學注重預防和整體調節的優勢,充分彰顯中醫和其他傳統醫學的作用,服務航天和人類健康。

03

除了國內科研機構參與,未來是否會有國際性的醫學實驗參與進來?未來將如何共享科研成果?目前對于國外機構參與中國空間站醫學項目有哪些初步的要求和考慮?

A: 航天醫學實驗任務已根據我國航天醫學實驗發展需求,瞄準長期飛行的航天醫學前沿熱點和技術高點,提出了國際合作項目規劃。目前我們已與俄羅斯生物醫學問題研究所(IMBP)、法國國家空間中心(CNES)、德國航天醫學研究中心(DLR)、歐洲航天員中心等多個國際醫學機構、團隊和相關大學建立了良好的合作關系,開展了實質性合作。

在合作模式方面,基于我國當前技術基礎和空間站建設規劃,針對我國優勢技術方向,一方面可以充分吸引優勢項目開展探索研究,另一方面可以發揮引領作用,提供對外服務,從而提升應用效益,擴大載人航天影響力;對于個別技術短板,利用空間研究平臺,積極引進先進技術,開展合作研制,迅速提升平臺能力,實現跨越式發展。

在合作對象方面,既可選取國際上最優團隊、已往有良好合作基礎并已取得創新成果的團隊開展合作;也將利用聯合國外空司這一渠道,與第三世界各國搭建合作平臺。通過與不同國家/地區和組織機構的多模式針對性合作,增強我國在載人航天領域的影響力及話語權。

04

這些醫學實驗對航天員帶來了哪些挑戰,航天員將如何開展針對性訓練?

A: 在軌進行航天醫學實驗,一方面會增加航天員在軌工作負荷,重復繁瑣的實驗操作,對航天員的體力、技能、決心、意志力都會是一種挑戰;但另一方面,有趣的科學研究有助于航天員享受探索帶來的樂趣,而且一些心理研究項目也可以緩解航天特因環境對航天員帶來的影響。

對于在軌開展航天醫學實驗,航天員要進行針對性的訓練,尤其是專業技能的培訓。這就要求航天醫學實驗項目的操作流程設計更加合理,培訓教材編寫更加細致,并且創建更加真實的地面訓練環境,以開展單項實驗訓練的支持、機柜條件下的綜合訓練支持、實驗設備維修訓練支持等。

航天員陳冬正在進行腦力負荷實驗

05

未來空間站預裝了哪些實驗設備,保證空間實驗條件和效果?

A: 支撐空間實驗的硬件條件主要從任務要求、功能定位、資源約束、研制模式與研制途徑等方面對進行了總體策劃。目前規劃、設計了六大類醫學實驗設備,包括綜合管理設備、生理學研究設備、航天員作業能力研究設備、醫學樣本制備與分析設備、體液檢測設備和輻射研究設備,并與航天員系統、空間應用系統開展了充分的資源整合,統籌設備使用,提高效益。

06

如何做好空間站在軌規劃、運營?

A: 針對空間站任務時間跨度長、每次飛行人數有限的情況,按照需求緊迫性、項目可行性、成果創新性等原則有序實施。在空間站關鍵技術驗證階段,重點安排需要持續獲取研究數據的長線研究項目,技術成熟度較高、有望獲得突破性成果的創新性項目,成果能夠為提升航天員保障技術提供支撐的人體實驗項目等。空間站建造階段,重點安排為空間站運營期、載人登月及星際飛行等長期載人飛行任務進行健康保障技術儲備的項目。對于創新性較強,但工作基礎偏弱或空間平臺資源暫時難以滿足要求的項目列入運營期實施。

在實施過程中,我們將始終保持航天醫學實驗項目的開放性,對重大創新項目建立綠色通道;同時加強研究成果評估,實現航天醫學實驗項目研究的滾動、可持續發展。

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