載人航天器發(fā)射試驗的軍事毒理學(xué)特點
作者：孫聯(lián)眾 張寶真
單位：孫聯(lián)眾 (總裝備部后勤部衛(wèi)生局 北京 100101)； 張寶真 (軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院毒物藥物研究所)
關(guān)鍵詞：
衛(wèi)生毒理學(xué)雜志990306 載人航天器發(fā)射(試驗)所涉及的軍事毒理學(xué)問題，包括發(fā)射的地面保障中接觸推進(jìn)劑及對作業(yè)人員的危害；也包括航天器在太空飛行作業(yè)環(huán)境中存在的或可能產(chǎn)生的有毒化學(xué)物質(zhì)對航天員的危害等。因此，載人航天器發(fā)射(試驗)的毒理學(xué)問題與衛(wèi)星、導(dǎo)彈發(fā)射既有共性，更有區(qū)別的特點。探討掌握載人航天器發(fā)射(試驗)的軍事毒理學(xué)特點，研究其規(guī)律，對實施衛(wèi)勤保障，發(fā)展軍事毒理學(xué)研究，都是具長久意義的基礎(chǔ)性工作。通過文獻(xiàn)調(diào)研和歷史經(jīng)驗綜合，主要有以下特點。
1 新類型 新方式
載人航天器發(fā)射(試驗)是由大型運載火箭、航天器(飛船或航天飛機)、航天員組合為一體，將儀器和人員送入太空飛行，能靈活操作，安全返回地面的科學(xué)實踐活動[1]。它參與的人員和保障內(nèi)容遠(yuǎn)多于僅將儀器送入宇宙的衛(wèi)星發(fā)射。其毒理學(xué)問題，不僅涉及發(fā)射場各推進(jìn)劑作業(yè)和人員，還包括航天員在地面待命，飛行所處艙室環(huán)境中存在和可能產(chǎn)生的化學(xué)毒物對其影響。所以無論是作業(yè)環(huán)境的面，化學(xué)物種類、人員組成和保障范圍，都不同于衛(wèi)星、導(dǎo)彈發(fā)射(試驗)，是包含多項內(nèi)容的新類型、新方式的國防科研試驗。
, http://www.www.srpcoatings.com
2 多品種大數(shù)量應(yīng)用推進(jìn)劑
載人航天器發(fā)射(試驗)，由于載體體積大、重量重，所以使用推進(jìn)劑的量、品種相對大于或多于衛(wèi)星、導(dǎo)彈發(fā)射[1]。其主要推進(jìn)劑大多是偏二甲基肼(UDMH)、甲基肼(MMH)、四氧化二氮(N2O4)等常規(guī)推進(jìn)劑和液氮、液氧等低溫推進(jìn)劑，也可能有其他品種的推進(jìn)劑。若發(fā)射場為新建，新設(shè)備或采用了新方法、新工藝等防止推進(jìn)劑泄漏及發(fā)生意外的措施，則因初次運作，無使用經(jīng)驗，意外傷害的出現(xiàn)也不容忽視。尤其是帶燃料的測試作業(yè)，應(yīng)在防護和意外的醫(yī)學(xué)處置上有所準(zhǔn)備。1981年美國哥倫比亞號航天飛機在加注推進(jìn)劑過程中，就曾發(fā)生N2O4泄漏[2]。因此，應(yīng)充分、全面掌握這類作業(yè)相關(guān)信息和可能發(fā)生意外的參數(shù)及傷情預(yù)測，詳細(xì)、科學(xué)地制定意外傷害衛(wèi)星救援方案是十分必要的。
3 多項作業(yè)環(huán)節(jié)，雙重保障對象
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就毒理學(xué)相關(guān)的衛(wèi)勤保障對象而言，有發(fā)射場推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注、貯存、加注、制氟、加注后測試、設(shè)備檢修、故障排除等環(huán)節(jié)的作業(yè)人員，有現(xiàn)場管理、指揮或部分參觀者，這些直接接觸或意外時受害者也遠(yuǎn)多于衛(wèi)星發(fā)射(試驗)；尚有休息、待命或由通道進(jìn)入飛船艙及飛行后操作中的航天員。航天員在狹小艙室內(nèi)，受其環(huán)境中產(chǎn)生有害化學(xué)物影響或在空間站艙外作業(yè)，都是毒理學(xué)應(yīng)關(guān)注的問題[2]。飛行中的飛船艙發(fā)生意外的嚴(yán)重的有害化學(xué)物污染，由于遠(yuǎn)離地面，難以進(jìn)行即時的應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援，必須事先進(jìn)行毒理學(xué)和醫(yī)學(xué)工程的預(yù)研，防患于未然，以及依靠航天員的自救、互救。因此既要保障地面作業(yè)人員安全，又要保障航天員的安全。載人航天器發(fā)射(試驗)存在的多項作業(yè)環(huán)節(jié)，雙重保障對象，決定了軍事毒理學(xué)工作者任務(wù)的繁重，不但要顧及到點、更要考慮到面，縱觀全局，注意各環(huán)節(jié)的毒理學(xué)問題。
4 航天中有毒物的存在和產(chǎn)生
航天飛行器載人航天艙室空氣中可能存在多種化學(xué)物質(zhì)的污染[3]。它們主要來自三個方面：
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4.1 環(huán)境大氣 如臭氧。
4.2 艙室建筑、裝飾用的各種非金屬材料 如橡膠、塑料、涂料、粘合劑等；各種工作介質(zhì)，如推進(jìn)劑、液壓傳動劑、熱交換劑、潤滑劑、抗凍劑等；各種設(shè)備和用品，如電子設(shè)備、電池、水回收設(shè)備、廢物收集器、滅火劑、清潔劑等；及它們的熱降解產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物、溶劑、未聚合的單體、低聚體等。已檢出的各種化學(xué)物質(zhì)數(shù)量高達(dá)28類174種。
4.3 人體自身的代謝產(chǎn)物 利用現(xiàn)代分析技術(shù)已能檢出22類400余種人體的代謝產(chǎn)物。其中多數(shù)化合物在地面、普通的條件下，可能沒有明顯的危害，但是，在密封、空間狹小、人員密度高的太空座艙中，它們能迅速積蓄成較高的濃度。微重力下的作業(yè)環(huán)境，持續(xù)作業(yè)時間長、作業(yè)精度要求高、生理和心理負(fù)荷大的特種情況下，對航天員就具有特殊的毒理學(xué)意義。
5 作業(yè)時間長 險情復(fù)雜
由于載人航天器發(fā)射(試驗)程序復(fù)雜，要求高，需要大量人員和設(shè)備，多環(huán)節(jié)作業(yè)，故而實施發(fā)射遠(yuǎn)超過發(fā)射一枚衛(wèi)星所用時間，因而是作業(yè)人員接觸化學(xué)毒物時間相對增加。由于帶燃料的測試作業(yè)多，若一旦發(fā)生燃爆等意外事故，是值得注意的險情；各種推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注、加注過程，若意外地泄漏，不僅會危害人員，且影響周圍環(huán)境；加注結(jié)束，航天員經(jīng)通道至塔架頂進(jìn)入飛船艙待命起飛，此時推進(jìn)劑貯箱仍需不斷排氣減壓，若滲入艙內(nèi)，將可能危害航天員。由于準(zhǔn)備、實施發(fā)射時間長，不僅具備了衛(wèi)星發(fā)射時的各種險情，且增加了環(huán)節(jié)和次數(shù)。
參考文獻(xiàn)
1.孫聯(lián)眾.國防科技試驗衛(wèi)生勤務(wù)學(xué).北京：國防工業(yè)出版社，1996.
2.余秉良.國外載人航天座艙化學(xué)污染與對策.軍事毒理學(xué)通訊，1998.1.
3.余秉良.航天毒理學(xué)研究與回顧.衛(wèi)生毒理學(xué)雜志，1999.13(3).
(來稿日期 1999年2月), 百拇醫(yī)藥
單位：孫聯(lián)眾 (總裝備部后勤部衛(wèi)生局 北京 100101)； 張寶真 (軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院毒物藥物研究所)
關(guān)鍵詞：
衛(wèi)生毒理學(xué)雜志990306 載人航天器發(fā)射(試驗)所涉及的軍事毒理學(xué)問題，包括發(fā)射的地面保障中接觸推進(jìn)劑及對作業(yè)人員的危害；也包括航天器在太空飛行作業(yè)環(huán)境中存在的或可能產(chǎn)生的有毒化學(xué)物質(zhì)對航天員的危害等。因此，載人航天器發(fā)射(試驗)的毒理學(xué)問題與衛(wèi)星、導(dǎo)彈發(fā)射既有共性，更有區(qū)別的特點。探討掌握載人航天器發(fā)射(試驗)的軍事毒理學(xué)特點，研究其規(guī)律，對實施衛(wèi)勤保障，發(fā)展軍事毒理學(xué)研究，都是具長久意義的基礎(chǔ)性工作。通過文獻(xiàn)調(diào)研和歷史經(jīng)驗綜合，主要有以下特點。
1 新類型 新方式
載人航天器發(fā)射(試驗)是由大型運載火箭、航天器(飛船或航天飛機)、航天員組合為一體，將儀器和人員送入太空飛行，能靈活操作，安全返回地面的科學(xué)實踐活動[1]。它參與的人員和保障內(nèi)容遠(yuǎn)多于僅將儀器送入宇宙的衛(wèi)星發(fā)射。其毒理學(xué)問題，不僅涉及發(fā)射場各推進(jìn)劑作業(yè)和人員，還包括航天員在地面待命，飛行所處艙室環(huán)境中存在和可能產(chǎn)生的化學(xué)毒物對其影響。所以無論是作業(yè)環(huán)境的面，化學(xué)物種類、人員組成和保障范圍，都不同于衛(wèi)星、導(dǎo)彈發(fā)射(試驗)，是包含多項內(nèi)容的新類型、新方式的國防科研試驗。
, http://www.www.srpcoatings.com
2 多品種大數(shù)量應(yīng)用推進(jìn)劑
載人航天器發(fā)射(試驗)，由于載體體積大、重量重，所以使用推進(jìn)劑的量、品種相對大于或多于衛(wèi)星、導(dǎo)彈發(fā)射[1]。其主要推進(jìn)劑大多是偏二甲基肼(UDMH)、甲基肼(MMH)、四氧化二氮(N2O4)等常規(guī)推進(jìn)劑和液氮、液氧等低溫推進(jìn)劑，也可能有其他品種的推進(jìn)劑。若發(fā)射場為新建，新設(shè)備或采用了新方法、新工藝等防止推進(jìn)劑泄漏及發(fā)生意外的措施，則因初次運作，無使用經(jīng)驗，意外傷害的出現(xiàn)也不容忽視。尤其是帶燃料的測試作業(yè)，應(yīng)在防護和意外的醫(yī)學(xué)處置上有所準(zhǔn)備。1981年美國哥倫比亞號航天飛機在加注推進(jìn)劑過程中，就曾發(fā)生N2O4泄漏[2]。因此，應(yīng)充分、全面掌握這類作業(yè)相關(guān)信息和可能發(fā)生意外的參數(shù)及傷情預(yù)測，詳細(xì)、科學(xué)地制定意外傷害衛(wèi)星救援方案是十分必要的。
3 多項作業(yè)環(huán)節(jié)，雙重保障對象
, http://www.www.srpcoatings.com
就毒理學(xué)相關(guān)的衛(wèi)勤保障對象而言，有發(fā)射場推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注、貯存、加注、制氟、加注后測試、設(shè)備檢修、故障排除等環(huán)節(jié)的作業(yè)人員，有現(xiàn)場管理、指揮或部分參觀者，這些直接接觸或意外時受害者也遠(yuǎn)多于衛(wèi)星發(fā)射(試驗)；尚有休息、待命或由通道進(jìn)入飛船艙及飛行后操作中的航天員。航天員在狹小艙室內(nèi)，受其環(huán)境中產(chǎn)生有害化學(xué)物影響或在空間站艙外作業(yè)，都是毒理學(xué)應(yīng)關(guān)注的問題[2]。飛行中的飛船艙發(fā)生意外的嚴(yán)重的有害化學(xué)物污染，由于遠(yuǎn)離地面，難以進(jìn)行即時的應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援，必須事先進(jìn)行毒理學(xué)和醫(yī)學(xué)工程的預(yù)研，防患于未然，以及依靠航天員的自救、互救。因此既要保障地面作業(yè)人員安全，又要保障航天員的安全。載人航天器發(fā)射(試驗)存在的多項作業(yè)環(huán)節(jié)，雙重保障對象，決定了軍事毒理學(xué)工作者任務(wù)的繁重，不但要顧及到點、更要考慮到面，縱觀全局，注意各環(huán)節(jié)的毒理學(xué)問題。
4 航天中有毒物的存在和產(chǎn)生
航天飛行器載人航天艙室空氣中可能存在多種化學(xué)物質(zhì)的污染[3]。它們主要來自三個方面：
, http://www.www.srpcoatings.com
4.1 環(huán)境大氣 如臭氧。
4.2 艙室建筑、裝飾用的各種非金屬材料 如橡膠、塑料、涂料、粘合劑等；各種工作介質(zhì)，如推進(jìn)劑、液壓傳動劑、熱交換劑、潤滑劑、抗凍劑等；各種設(shè)備和用品，如電子設(shè)備、電池、水回收設(shè)備、廢物收集器、滅火劑、清潔劑等；及它們的熱降解產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物、溶劑、未聚合的單體、低聚體等。已檢出的各種化學(xué)物質(zhì)數(shù)量高達(dá)28類174種。
4.3 人體自身的代謝產(chǎn)物 利用現(xiàn)代分析技術(shù)已能檢出22類400余種人體的代謝產(chǎn)物。其中多數(shù)化合物在地面、普通的條件下，可能沒有明顯的危害，但是，在密封、空間狹小、人員密度高的太空座艙中，它們能迅速積蓄成較高的濃度。微重力下的作業(yè)環(huán)境，持續(xù)作業(yè)時間長、作業(yè)精度要求高、生理和心理負(fù)荷大的特種情況下，對航天員就具有特殊的毒理學(xué)意義。
5 作業(yè)時間長 險情復(fù)雜
由于載人航天器發(fā)射(試驗)程序復(fù)雜，要求高，需要大量人員和設(shè)備，多環(huán)節(jié)作業(yè)，故而實施發(fā)射遠(yuǎn)超過發(fā)射一枚衛(wèi)星所用時間，因而是作業(yè)人員接觸化學(xué)毒物時間相對增加。由于帶燃料的測試作業(yè)多，若一旦發(fā)生燃爆等意外事故，是值得注意的險情；各種推進(jìn)劑轉(zhuǎn)注、加注過程，若意外地泄漏，不僅會危害人員，且影響周圍環(huán)境；加注結(jié)束，航天員經(jīng)通道至塔架頂進(jìn)入飛船艙待命起飛，此時推進(jìn)劑貯箱仍需不斷排氣減壓，若滲入艙內(nèi)，將可能危害航天員。由于準(zhǔn)備、實施發(fā)射時間長，不僅具備了衛(wèi)星發(fā)射時的各種險情，且增加了環(huán)節(jié)和次數(shù)。
參考文獻(xiàn)
1.孫聯(lián)眾.國防科技試驗衛(wèi)生勤務(wù)學(xué).北京：國防工業(yè)出版社，1996.
2.余秉良.國外載人航天座艙化學(xué)污染與對策.軍事毒理學(xué)通訊，1998.1.
3.余秉良.航天毒理學(xué)研究與回顧.衛(wèi)生毒理學(xué)雜志，1999.13(3).
(來稿日期 1999年2月), 百拇醫(yī)藥