在太空,眼球会变扁:NASA 为什么允许宇航员戴隐形眼镜

1959 年。
美国国家航空航天局(NASA)为了挑选第一批宇航员,向军方要了一份名单。
条件是喷气机飞行经历和工程训练。
还有身高不得超过 5 英尺 11 英寸,约 180 厘米。
不是飞船太小,是飞船里的座位只有那么大。
五百名候选人,留下七位。
这七位全是军方飞行员。
视力当然不会差。
从此以后,"宇航员眼睛必须完美"这个印象就固定下来了。
但翻开今天的 NASA 规定,故事不一样。
现在的标准:矫正后 1.0 就可以
NASA 宇航员候选人的体检标准是公开文件。
视力那一项只有一句话。
"远距和近距视力,每只眼都必须能矫正到 20/20(1.0)。"
能矫正。
戴眼镜也好、隐形眼镜也好,戴上有 1.0 就行。
同一份文件里的其他条件:坐姿血压不超过 140/90,身高 62 到 75 英寸(约 157 到 190 厘米)。
身高的门槛看起来比视力还严。
激光手术(LASIK、PRK)也允许,条件是术后满一年、没有后遗症。
也就是说,有戴眼镜的宇航员,也有戴隐形眼镜的宇航员。
航天飞机上做过隐形眼镜材料实验
NASA 和隐形眼镜的关系,不止停在"允许"。
1993 到 1996 年之间,航天飞机三次把隐形眼镜实验带上太空。
STS-57 奋进号、STS-63 发现号、STS-77 奋进号。
这是亚利桑那州的镜片公司 Paragon Vision Sciences 与 NASA 兰利研究中心的合作实验。
主题是透氧高分子材料,也就是硬性镜片的原料。
在地面合成高分子时,对流会让分子链长得不均匀。
失重状态下没有对流。
所以可以看得很清楚:"哪些成分让材料不均匀、让透氧率下降"。
这个结果回到了地面的生产工艺。
成果有两个。
一个是高透氧的硬性镜片材料 HDS。
另一个是晚上戴着睡、白天近视暂时减轻的镜片 CRT——这种方式(角膜塑形)第一个拿到 FDA 批准的产品。NASA 的记录写着,试验者约 70% 达到 1.0 以上。
太空实验变成了地上的镜片。
可是在太空待久了,眼睛会变
从这里开始,才是这篇的重点。
2011 年,眼科期刊《Ophthalmology》刊出一篇论文。
Mader 的研究团队比较了七位完成长期太空任务的宇航员,飞行前后的眼睛。
发现有三个。
眼球后方变扁。
视神经盘水肿。
度数往远视方向移动。 +0.50 到 +1.75 度。
这个现象有了名字。
SANS,航天相关神经眼部综合征。
最可能的解释是体液转移。
在地面,重力把血液和体液往腿部拉。
失重时,这些体液往头部跑。
颅内压力分布改变,压到眼球后方。
眼球前后变短,焦点就落到视网膜后面。
这就是往远视移动。
有多常见,会不会恢复
长期任务的宇航员当中,出现有临床意义的视神经盘水肿的比例约 15%。
用精密成像(OCT)看,几乎每位宇航员都有某种程度的变化。
好消息是:目前没有永久视力丧失的记录。
受影响的宇航员全部都能矫正到 1.0。
不过有些人回到地面后,度数变化持续了好几年。
NASA 把这件事列为火星等长期任务的重大风险。
所以空间站上有"提前做好的眼镜"
目前没有治疗方法。
但有预防措施。
宇航员出发前会带上"太空预备眼镜(space anticipation glasses)"。
提前算好度数会往远视偏移多少,做出来的老花类眼镜。
原理和四十多岁老花来了、处方单上多出 ADD 一栏是一样的。在地面是年龄把焦点推走,在太空是失重。
老花和 ADD,整理在四十三岁,餐厅菜单突然变远了。
答案终究一样
在太空,在地面,结论都是一句话。
眼睛变了,就矫正。
NASA 不要求完美的眼睛。
它要求能矫正的眼睛。
而知道眼睛会变,就先把眼镜打包好。
跟我们出门旅行在行李里多放一盒镜片,其实差不多。
参考资料
- NASA,Astronaut Selection and Training (NASA Facts)——视力、血压、身高标准,1959 年选拔记录
- NASA Spinoff 2004,'Contact' in Space Leads to New Lenses——STS-57/63/77 实验,HDS 与 CRT
- Lee AG 等,Spaceflight associated neuro-ocular syndrome (SANS) and the neuro-ophthalmologic effects of microgravity,npj Microgravity 2020——2011 年首次报告、度数范围、15% 数字
- NASA Glenn,Spaceflight Associated Neuro-Ocular Syndrome
- Eye (Nature) 2024,Refractive shifts in astronauts during spaceflight——太空预备眼镜
本文为一般信息分享。NASA 的宇航员选拔标准会不定期更新,文中数字以参考资料发表时为准。若感觉视力有变化,不论原因如何,请接受验光或就医检查。