中国航天体育:运动应对方案建构的新视角
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运动应对(exercise countermeasures)是指航天员通过身体运动应对微重力环境中身体机能的下降。研究结果显示:短期(<3周)的航天飞行后,人体会失去10%~20% 的肌肉力量,最大摄氧量可下降15%~ 20%;长期(>90 d)无重力或微重力飞行后肌肉力量会下降50%,最大摄氧量下降30%~50%。美国航空航天局发布的修订版人机系统标准(NASA-STD-3001)要求,使用防护措施后肌肉力量下降不得超过20%、最大耗氧量下降不得超过25%。自20世纪70年代开始,运动应对方案在航天员的空间任务中展开,每天运动时间已达到2~2.5 h,形成了从持续有氧或单纯抗阻转向高强度间歇要求下的抗阻+有氧组合模式(concurrent training),如沿用至今的SPRINT方案(高强度低量运动设计)。
中国航天体育已走过30余年的发展历程,形成了飞行前、飞行中和飞行后运动应对方案体系,其中运动应对方案的优化是建构的核心焦点。国内学者围绕运动应对方案已开展中短期(≤90 d)- 6°头低位卧床实验研究,形成了飞轮抗阻(进行硬拉和深蹲,负荷大小分别为50%、80% 和100% 自身体重或最大负重,持续时间为2 h)、仰卧跑台(1~1.2 BW持续或间歇)和综合运动应对方案,但这些方案还无法明确不同深空探索任务(活动空间小于9 m3)和时间限制下的动作模式需求,也无法明确原有动作方案在内容上的匹配关系,尤其是未能更好地解决航天员深空探索中肌耐力、姿势稳定性及协调能力下降的问题。瑞典学者Eriksson在2015年提出了肩部不同幅度的启动和制动性动作模式,并验证了该动作模式对身体躯干部位肌力的同步激活效应;我国学者汪毅等在2023年提出了乒乓挥拍及准等长抗阻模式,并得到可观测的实效性,这为中国航天员在宝贵的时间和有限的空间范围内实现运动应对方案优化提供了新的视角和方向。
面对新征程,中国航天正在走向深空星际探索以及空间站的长期驻留(≥6个月),运动应对方案需要达到不同空间任务需求导向的人体运动能力防护目标,在骨骼肌肌力、心肺耐力、平衡稳定性及本体感觉等方面实现标准化、具体化。未来建议在我国航天运动应对领域中探讨如下议题:①如何更好地实现天地同步对比实验,确立在轨评估体系和评估内容,建立新的无创评估技术;②在时间极其宝贵的空间任务探索中,设计长期飞行或狭小空间环境下的运动应对新手段或动作模式;③开发运动负荷评价技术,开展针对空间任务的运动负荷剂量效应研究。
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