1.长期的失重状态对宇航员的生命有怎样的影响
失重是航天飞行中的一个非常普遍的一种现象，据大量的实践证明，失重对人体的生理功能有很大影响，但不像原先想象的那样严重。
生物在长期的进化过程中，形成了与地球重力环境相适应的生理结构与功能特征，但进入太空后，由于地球重力作用几乎完全消失，生物有机体处于一种失重状态。
人类40多年的航天实践表明，微重力环境对宇航员的健康、安全和工作能力会产生重要影响，中长期航天飞行可导致宇航员出现多种生理、病理现象，主要表现为心血管功能障碍、骨丢失、免疫功能下降、肌肉萎缩、内分泌机能紊乱、工作能力下降等。
失重可引起心血管功能的改变。失重时人体的流体静压丧失，血液和其他体液不像重力条件下那样惯常地流向下身。相反，下身的血液回流到胸腔、头部，可引起宇航员面部浮肿，头胀，颈部静脉曲张，鼻咽部堵塞，身体质量中心上移。人体的感受器感到体液增加，机体通过体液调节系统减少体液，出现体液转移反射性多尿，导致水盐从尿中排出，血容量减少，血红蛋白量也可相应减少；还可出现心律不齐、心肌缺氧以及心肌的退行性变化，并出现相应的心脏功能障碍，如心输出量减少、运动耐力降低等，返回地面后对重力不适应而易于出现心慌气短以及体位性晕厥等表现。这些可严重影响人体健康和工作效率，因而成为中长期载人航天飞行的一大障碍，也是迫切需要解决的航天医学问题。随着航天飞行的时间延长，心血管功能可在新的水平上达到新的平衡，心率、血压、运动耐力以及减少的血容量和血红蛋白可逐步恢复到飞行前的水平。
长期失重会引起人体的骨钙质代谢紊乱。人体失重后，作用于腿骨、脊椎骨等承重骨的压力骤减，同时，肌肉运动减少，对骨骼的刺激也相应减弱，骨骼血液供应相应减少，在这种情况下，成骨细胞功能减弱，而破骨细胞功能增强，使得骨质大量脱钙并经肾脏排出体外。
骨钙的丢失会造成两个后果：骨质疏松和增大发生肾结石的可能。失重所导致的骨丢失随飞行时间的延长而持续进行，而且这种骨质疏松一旦形成，回到地面重力环境下也难以逆转。俄罗斯宇航员在和平号空间站上曾试验多种对抗措施，如每天2小时的跑台运动，穿企鹅服给以人工加载及服用特殊药物等，但没有能完全解决问题。目前这仍然是航天医学需要解决的难点问题。
长期失重还可引起对抗重力的肌肉出现废用性萎缩，宇航员在长期的航天飞行中加强肌肉锻炼可以延缓这种肌肉萎缩，回到地面重力环境中后，进行积极的肌肉锻炼可以逐步使肌肉萎缩得到一定的恢复。
2.宇航服都有哪些结构
航天过程中保护宇航员生命安全的个人防护救生装备，又称宇宙服或航天服。宇航服能构成适于宇航员生活的人体小气候。它在结构上分为6层：
①内衣舒适层：宇航员在长期飞行过程中不能洗换衣服，大量的皮脂、汗液等会污染内衣，因此选用质地柔软、吸湿性和透气性良好的棉针织品制作。
②保暖层：在环境温度变化范围不大的情况下，保暖层用以保持舒适的温度环境。选用保暖性好、热阻大、柔软、重量轻的材料，如合成纤维絮片、羊毛和丝绵等。
③通风服和水冷服（液冷服）：在宇航员体热过高的情况下，通风服和水冷服以不同的方式散发热量。若人体产热量超过一定程度（如在舱外活动），通风服便不能满足散热要求，这时即由水冷服降温。通风服和水冷服多采用抗压、耐用、柔软的塑料管制成，如聚氯乙烯管或尼龙膜等。
④气密限制层：在真空环境中，只有保持宇航员身体周围有一定压力时才能保证宇航员的生命安全。因此气密层采用气密性好的涂氯丁尼龙胶布等材料制成。限制层选用强度高、伸长率低的织物，一般用涤纶织物制成。由于加压后活动困难，各关节部位采用各种结构形式：如网状织物形式、波纹管式、桔瓣式等，配合气密轴承转动结构以改善其活动性。
⑤隔热层：宇航员在舱外活动时，隔热层起过热或过冷保护作用。它用多层镀铝的聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜并在各层之间夹以无纺织布制成。
⑥外罩防护层：是宇航服最外的一层，要求防火、防热辐射和防宇宙空间各种因素（微流星、宇宙线等）对人体的危害。这一层大部分用镀铝织物制成。
3.宇航服都有哪些特点
宇航服是名不符实的高科技产品，通常每件的价格都在2000多万元人民币以上。因为它的作用不仅仅是为了保暖，抵御太空中的高温和低温的急剧变化，它还要有加压、充气、防御宇宙射线和微陨星袭击的功能，此外还要解决通信、机动（帮助宇航员太空行走）及生命保障系统等方面的需要。所以宇航服的结构十分复杂。
宇航服的设计者们把宇航服制成多层的套服，一般至少有5层。
与皮肤直接接触的贴身内衣层又轻又软，富于弹性，通气传热，褶缝越少越好；内衣上还常安有辐射剂量计，以监测环境中的各种高能射线的剂量，避免宇航员误入危险的高辐射区。它还配备有生理监控系统的腰带，可测定心率、体温等生理情况。
第二层是液温调节服，衣服上排列有大量的聚氯乙稀细管，调节温度的液体通过细管流动，并由背包上的生命保障系统来调节控制液体的温度。宇航员可用手选择3个档次的温度—27℃、18℃或7℃。
第三层是有橡胶密封的加压层，层内充满了具有相当一个大气压的空气，以保障宇航员处于正常的压力环境下，不致因压力过低而危及生命。
第四层是一个约束层，它把充气的第三层约束成一定的衣服外形，同时也协助最外一层抗微陨星的袭击。
最外层通常用玻璃纤维和一种叫“特氟隆”的合成纤维制成，它们具有很高的强度，足以抵御像枪弹一般的微陨星的袭击；另外还加有可吸收或遮挡部分宇宙射线的防辐射层。宇航服一般都很重，为便于宇航员的行动，各个重要的关节部位都要求有较高的灵活性，常需加设特别柔软的护垫。
如此复杂的结构，技术要求十分高，所以宇航服成了世界上最昂贵的服装。这种服装不仅昂贵且十分笨重，对宇航员来说，宇航服仍是一个沉重的负担。据说第一个穿上宇航服进行太空行走的前苏联宇航员列昂诺夫，虽然总共只穿了12分钟，就被累得汗流浃背。而头一个登上月球的美国宇航员阿姆斯特朗则抱怨说：我有一半精力花在对付笨重的宇航服上。
4.穿戴宇航服都有哪些步骤
航天员穿戴舱外航天服有一套严格的步骤和顺序，而且不同型号的航天服穿脱的顺序也不一样。我们这里以美国航天飞机舱外航天服为例进行介绍。整个穿衣过程共分10个步骤完成：
①穿强力吸尿裤。
②穿液冷通风服。
③带上生物电子联结装置。在这种装置上有测量航天员心率的传感器和与外界进行通话联络的电子设备。
④一些小的操作程序，包括在头盔面窗里面涂上防雾霜，在服装左侧袖子的手腕处装上一块小的反光镜，在服装上身前胸部位装上一个小食品袋和一个饮水袋，在头盔上装上照明灯和电视摄像头，最后是将通讯帽与生物电子联结装置联结在一起。上述四步都是穿服装前的准备工作。
⑤穿服装的下半身。下半身有不同尺寸，可供不同身材的航天员选用。下半身服装的腰部有一个大的带轴承的关节，为航天员弯腰和转身提供方便。
⑥穿服装的上半身。在穿上半身之前，应先将气闸舱的冷却脐带管插入服装胸前的显示控制盒的接口上，以便向服装内提供冷却水、氧气和电力。因为航天飞机气闸舱内仅有2.0米高，直径1.6米，两名航天员在里面穿航天服显得非常拥挤，因此航天服的上半身是挂在气闸舱壁的支架上。这样一来当航天员要穿服装上半身时，必须蹲下身体，手臂向上伸，采取一种跳水运动员跳水的姿势钻进服装内。服装上下身穿好以后，将密封环联接在一起，然后将各种供应管线与服装相接。
⑦戴上通讯帽、头盔和手套。一旦戴上头盔和手套以后，航天员就不能呼吸气闸舱内的空气，而是通过脐带管呼吸从航天飞机轨道器提供的氧气。
⑧向服装加压，并由航天员对服装进行测试，目的是保证服装不漏气，而且内部压力稳定。测试的重点是气体流量、冷却水和电池的功率。
⑨开始呼吸纯氧，进行吸氧排氮。即将体内的氮气排除，目的是预防减压病。
⑩关闭气闸舱的内舱门，气闸舱进行减压。当气闸舱内的压力降低到零时，打开气闸舱的外舱门，同时航天员应将服装与气闸舱的所有联结断开，将安全带的挂钩勾在舱外的固定杆上，这时航天员即可出舱进行太空行走。
5.宇航员怎样解决用水问题
水是生命之源。人可以几日不食，却不可以一日无水。
在太空舱里，宇航员用水的来源主要是直接携带。通常航天器发射时携带的水储存在严格消毒后的玻璃或金属罐中，每个水罐的容量不大，以避免剩水变质和浪费。但是航天器所能携带的水毕竟有限，因为带多了就会增加航天器的有效载荷，使火箭的发射重量成倍增加，何况带得再多，也不能保证宇航员长时间飞行的需要。
宇航员用水的第二个来源是自产。航天器上有一种燃料电池，它使用氢和氧作为燃料来发电。氢和氧原来分别储存在氢气罐和氧气罐中。使用时，打开气罐的阀门，让两种气体接触燃烧，产生热和电，同时也产生出副产品——水。不过这样水还不能直接饮用，还必须经过过滤。当年登月的“阿波罗”飞船上，就装备有3台这种氢氧燃料电池，每台电池在正常运作时，每小时可生产水0.23～0.54升。
宇航员用水的第三个来源，是让水循环使用。宇航员生活中产生的洗澡水、洗衣水、厨房水及尿液等，将被重新净化处理。这些水中包含有大量的有机和无机物质，净化的方法采用多层过滤——渗透处理。先将废水中的固体残渣滤掉，然后将液体挤压过一个被称为“渗透膜”的装置，它能进一步把水中的一些杂质拒之门外，但免不了会有一些细菌等随水透过渗透膜，为此还需对水进行酸化，以杀死各种致病的细菌。
酸化还能抑制尿液的分解，否则尿分解产生的二氧化碳和氨会污染飞船的密封舱。酸化后的水仍含有多种不利于健康的杂质。
因此，还要让水再经过反向渗透的过滤。过滤膜非常精细，能阻止一切比水分子大的物质分子通过。为了保险起见，常让水再经过第二级或第三级反向渗透。经过这样处理，废水中85%～96%的水可被回收，重新被宇航员利用。
