空间生命科学的自然百科

[拼音]：kongjian shengming kexue

[外文]：space life-science

研究宇宙空间特殊环境因素（如真空、高温、低温、失重和宇宙辐射等）作用下的生命现象及其规律的学科。广义地说，它包括空间生物学、空间生理学、空间医学和空间生物工程学等。它属于空间科学和生命科学的边缘学科，也是空间科学领域内最新形成的一个分支学科。

研究简史

空间生命科学的发展与空间技术的进步密切相关。它的研究历史大致可分为：高空气球和生物火箭试验阶段，生物卫星和载人飞船的研究阶段，空间站和行星探测阶段。

高空气球和生物火箭试验阶段，大约从第二次世界大战结束（1945）到50年代末。此阶段的主要特点是大量使用气球和火箭进行空间生物学实验，研究在宇宙辐射、失重、加速度、噪声和振动等条件下的生物效应，为下一阶段的载人航天飞行作技术准备。图为携带小狗“莱卡”的苏联“卫星”2号。

从60年代初第一艘载人飞船上天，到60年代末，是生物卫星和载人飞船的研究阶段。载人航天的实现，使空间生命科学的研究从理论性探讨进入实践阶段。为了保证人在空间的生命安全，进行了广泛的生命科学研究，促进了空间医学、空间生理学、空间心理学和空间医学工程学的发展。为了更深入地了解空间环境中的生命现象，除载人飞船实验外，美、苏都进行了生物卫星实验。这一阶段的主要成就是：

（1）表明人在必要的防护下，不仅能在空间健康地生存，而且还能有效地工作；

（2）初步研究了失重对生物体功能的影响，描述了人体在失重状态下的生理反应及其表现形式。

从70年代初开始进入了空间站和行星探测阶段，这一阶段主要特点是长期载人空间站的出现，如美国的"天空实验室”、苏联的“礼炮号”和欧洲的“空间实验室”，以及配置有自动生物学实验室的行星际探测器（如美国的“海盗”号、“旅行者”号，苏联的“金星”号、“土星”号和“太阳神”号）。空间站的出现给空间生命科学提出了新的研究课题，如长期航天，特别是长期失重对人体的影响和宇宙线重粒子的累积作用；在长期航天过程中，如何保证航天员的身体健康、工作效率和心理稳定等。自动生物学实验室对太阳系行星进行的探查，使地外生命的研究进入了实测阶段。

研究内容

空间生命科学研究的主要内容有以下几方面。

空间环境生物学

主要研究宇宙空间环境因素，如失重、宇宙辐射、真空、高温（或低温）等对生命过程的影响。宇宙辐射的生物效应，是指宇宙辐射对活机体的影响。它不仅在理论上，而且在载人航天实践上也有重要意义。尤其在长期载人航天中，重粒子的累积效应及其对神经元的损伤作用特别值得注意。高真空和极端温度对空间生命的生存有直接作用，也是载人航天中不可忽视的环境因素，因而都属于环境生物学研究的对象。

空间重力生物学

主要研究空间失重因素对生物的影响，这是载人航天中遇到的重要课题。30多年来的空间生命科学研究表明，失重在生命过程的不同水平上产生不同的影响。已初步证明失重环境中动植物细胞的代谢水平和发育生长过程有一定的变化，但较为轻微，结果也不太一致。普遍认为，重力因素主要影响较高水平的机体功能、较复杂的器官和系统以及整体活动。在适应地球重力场过程中发展起来的骨骼肌肉系统、心血管系统、尤其是中枢神经系统和大脑功能受到严重而持久的影响。

地外生物学

随着行星际探测器的成功发射，地外生物学的研究也从理论推测进入探测阶段。目前除地球外，太阳系的各天体还没有发现有生命的迹象。

展望

随着空间科学技术的发展，除继续对太阳系进行探测外，也对太阳系以外的空间进行探测。空间生命科学作为一门新学科已经形成。在空间环境因素的生物效应方面，已经进行了多方面的试验研究，取得了丰富的实验资料，从而使人类开始认识到像重力场等因素对生命演化和生理活动的意义，并且利用这些知识保证了载人航天的成功，显示了这一新兴学科的生命力。

但是，由于这一新兴学科的发展只有20多年的历史，所以目前尚处于雏形阶段，很多问题有待进一步研究解决。在可以预见的将来，航天飞机和大型航天站的使用，会给空间生命科学的研究提供更为优越的条件。估计长期失重的生物效应仍将是这门学科的中心内容，研究工作将在微观的细胞分子水平和宏观的整体综合水平上深入下去。

此外，由于长期航天的需要，宇宙辐射的累积效应也将得到进一步的研究。

对生命起源和地外生命的探索是当代自然科学研究最有吸引力的课题之一，空间生命科学将对这一课题作出应有的贡献。

参考书目H.Bjurstedt ed.，Biology and Medicine in Space，ESA，Paris，1979.M. Calvin and O.G.Gazenko ed.， Foundations of Space Biology and Medicine，Joint USA/USSR Publ.in three Volumes，Washington，1975.