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第1章 空间生命科学概述 1

1.1 空间生命科学 2

1.1.1 目标 2

1.1.2 空间环境 5

1.1.3 载人航天的意义 10

1.1.4 现状 14

1.2 空间生命科学研究的突破 17

1.2.1 重要空间生命科学事件 17

1.2.2 在长期探险中生存 32

1.2.3 生命保障系统 37

1.3 人类在航天飞行中面临的挑战 39

1.3.1 航天员健康维护 39

1.3.2 航天飞行的环境医学问题 44

1.3.3 登陆火星 46

1.3.4 对抗措施 49

1.3.5 人工重力 52

1.3.6 新学科诞生 55

参考文献 58

第2章 空间生物学 61

2.1 生命的概念 61

2.1.1 地球上的生命 62

2.1.2 火星上的生命 66

2.2 重力生物学 68

2.2.1 问题 68

2.2.2 空间实验结果 72

2.2.3 空间生物工艺 78

2.3 发育生物学 81

2.3.1 问题 82

2.3.2 空间实验结果 86

2.4 植物生物学 94

2.4.1 问题 94

2.4.2 空间实验结果 94

2.5 辐射生物学 99

2.5.1 空间电离辐射 99

2.5.2 辐射的生物效应 101

2.6 国际空间站的空间生物学设施 104

参考文献 110

第3章 空间环境条件下的感觉神经系统 117

3.1 空间运动病问题 118

3.2 前庭功能 121

3.2.1 前庭系统 121

3.2.2 其他感觉 129

3.3 航天飞行对姿态和运动的影响 138

3.3.1 静态姿势 138

3.3.2 前庭—脊髓反射 139

3.3.3 机械运动 142

3.3.4 身体运动 146

3.3.5 眼球运动 148

3.4 航天飞行对空间定向的影响 154

3.4.1 视觉定向 154

3.4.2 认知 157

3.5 空间运动病与对抗措施 163

3.5.1 空间运动病（SMS）体验 163

3.5.2 空间运动病理论 164

3.5.3 对抗措施 166

参考文献 169

第4章 空间环境条件下的心血管系统 175

4.1 问题：飞行后立位耐力下降 176

4.2 心血管系统生理学 179

4.2.1 基本概念 179

4.2.2 调控机制 183

4.3 航天飞行对心血管系统的影响 187

4.3.1 发射体位 187

4.3.2 在轨飞行初期 190

4.3.3 在轨飞行后期 193

4.3.4 飞行后 198

4.4 已获得的研究结果 201

4.4.1 立位耐力下降 201

4.4.2 肺功能 204

4.4.3 卧床实验 205

4.5 对抗措施 207

4.5.1 飞行中 207

4.5.2 飞行任务结束 213

参考文献 214

第5章 空间环境条件下的肌肉—骨骼系统 219

5.1 问题：肌肉萎缩和骨丢失 220

5.1.1 肌肉萎缩 220

5.1.2 骨丢失 221

5.2 肌肉和骨骼生理学 223

5.2.1 肌肉生理学 223

5.2.2 骨生理学 227

5.3 航天飞行对肌肉的影响 232

5.3.1 体重减轻 232

5.3.2 肌肉体积和强度的变化 233

5.3.3 肌肉结构的变化 234

5.4 航天飞行对骨骼的影响 237

5.4.1 人体研究 237

5.4.2 动物研究 240

5.5 已获得的研究成果 242

5.5.1 肌肉萎缩 242

5.5.2 骨骼去矿化 244

5.6 对抗措施 246

5.6.1 肌肉 246

5.6.2 骨骼 250

5.6.3 衰老与航天飞行 253

参考文献 254

第6章 航天飞行中的心理社会问题 261

6.1 问题：应激反应 262

6.1.1 地面模拟研究 265

6.1.2 空间模拟器中的研究 268

6.1.3 航天飞行任务 270

6.1.4 规则 271

6.2 个体选拔 273

6.2.1 “选出”标准 273

6.2.2 “选入”标准 275

6.2.3 美国航天员和俄罗斯航天员的心理剖面图 277

6.3 乘组选拔 281

6.3.1 社会学问题 281

6.3.2 选拔中的问题 289

6.4 乘组行为和绩效评估 295

6.5 心理训练与支持 297

6.5.1 训练 297

6.5.2 支持 299

参考文献 306

第7章 航天实施医学 313

7.1 航天实施医学 314

7.1.1 目的 315

7.1.2 风险评估 316

7.2 航天员选拔和训练 318

7.2.1 乘组组成 318

7.2.2 航天员选拔的身体要求 320

7.2.3 航天员训练 325

7.3 空间健康危害的预防 330

7.3.1 航天飞行中的医学事件 331

7.3.2 舱外活动的医学问题 337

7.3.3 空间辐射的医学问题 341

7.3.4 航天健康危险的结论 356

7.4 治疗：航天医学设备 357

7.4.1 乘员健康监护系统（Crew Health Care System,CHeCS） 359

7.4.2 遥医学 365

7.4.3 急救 366

7.5 未来挑战 372

7.5.1 长期航天飞行任务中的人类需求 373

7.5.2 受控生态生命保障系统 381

7.5.3 外星环境地球化 388

7.5.4 结论 391

参考文献 392

第8章 空间生命科学研究指南 399

8.1 空间生命科学任务的资源情况和制约因素 400

8.1.1 空间生命科学实验的飞行机会 400

8.1.2 限制因素 408

8.2 如何开展飞行实验 417

8.2.1 飞行实验的选择 417

8.2.2 实验设计 419

8.2.3 硬件的选择 420

8.2.4 可行性 424

8.2.5 实验集成 425

8.2.6 乘组科学训练 427

8.2.7 飞行期间的科学操作 429

8.2.8 数据分析 436

参考文献 437