人類適應(yīng)的極限重力有多大？科學(xué)家在太空做了項實驗，結(jié)果很意外

在地球上，一個健康的成年男性全力原地起跳，垂直離地高度大多在40-60厘米，平均約50厘米，哪怕是頂級的彈跳運動員，原地垂直彈跳的極限也差不多僅1.2米左右。

可如果把同樣的人放到火星上，情況會徹底顛覆，火星的重力只有地球的0.38倍，也就是三分之一多一點，在這樣的重力環(huán)境下，普通人原地起跳能跳出約1.3米的垂直高度，頂級運動員更是能輕松突破3米，這活脫脫就像擁有了超人般的彈跳力。

而這份看似酷炫的超能力，本質(zhì)上是我們的骨骼肌在地球1g的重力環(huán)境里，經(jīng)過數(shù)百萬年的演化、日復(fù)一日對抗重力打磨出來的結(jié)果。

可當(dāng)我們真的長期生活在這樣的低重力環(huán)境里，這份賦予我們“超能力”的肌肉，真的能一直保持健康嗎？還是會在低重力的環(huán)境里，悄悄走向退化？

我們的身體對重力變化最敏感的組織，莫過于包裹著骨骼的骨骼肌（通常簡稱肌肉）。

骨骼肌占了人體體重的四成以上，它不只是支配著走路、站立、搬東西這些日常動作，更是身體代謝的核心引擎，小到血糖穩(wěn)定，大到免疫調(diào)節(jié)，都離不開它的正常運轉(zhuǎn)。

我們早已知道完全失重會損傷肌肉，可如果不是零重力，而是像火星那樣，只有地球三分之一多一點的重力，肌肉還能保住健康嗎？或者人體肌肉可健康維持的臨界重力是多大？

為了找到這個答案，一組科研團隊在一個名叫希望號的太空實驗艙里，完成了一場前所未有的精準(zhǔn)太空實驗。

相關(guān)研究成果于2026 年 3 月 13 日發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進展》上。

在這次的研究中，團隊專門打造了一套能在太空穩(wěn)定模擬不同重力等級的多人工重力研究系統(tǒng)（MARS），并將實驗小鼠送上了實驗艙。

這些小鼠被分成四組，分別生活在完全失重的微重力環(huán)境、0.33g（與火星表面0.38g的重力高度接近）、0.67g（約為地球重力的三分之二），以及和地球完全一致的1g環(huán)境中，整個實驗周期持續(xù)了27至28天，完整模擬了深空探測中的長期太空停留場景。

實驗結(jié)果給出了一個既意外又關(guān)鍵的答案。

首先是和火星重力相近的0.33g環(huán)境：在這里，小鼠肌纖維的萎縮情況得到了顯著緩解，肌纖維橫截面積和地球1g環(huán)境的小鼠幾乎沒有差異，比完全失重組的小鼠好了太多，不過肌肉整體重量仍有明顯下降。

但更為嚴(yán)峻的則是功能層面出現(xiàn)的問題：這些小鼠的前肢抓握力出現(xiàn)了顯著衰退，飛行后的發(fā)力表現(xiàn)和失重組小鼠相差無幾，也就是它們空有接近正常的肌纖維體積，但肌肉的實際功能卻沒能正常保住。

這背后的核心原因，是肌肉的內(nèi)在屬性發(fā)生了本質(zhì)轉(zhuǎn)變。

人體肌肉里，有負(fù)責(zé)耐力、靠有氧代謝長時間穩(wěn)定發(fā)力的慢氧化型肌纖維，也有負(fù)責(zé)爆發(fā)力、靠無氧代謝快起快落的快糖酵解型肌纖維。

在低重力環(huán)境中，慢氧化型的肌纖維亞型會一步步向快糖酵解型轉(zhuǎn)化，這就像一臺專為長跑設(shè)計的發(fā)動機被硬改成了短跑款，使得續(xù)航和持久發(fā)力的能力直線下降。

實驗發(fā)現(xiàn)，0.33g的重力只能部分抑制這個轉(zhuǎn)化過程，讓它停留在中間階段，但無法徹底阻斷，因此肌肉的正常功能自然也就保不住了。

而肌肉健康真正的安全閾值，是出現(xiàn)在0.67g這個數(shù)值上。

實驗中，生活在0.67g環(huán)境里的小鼠，不管是肌肉重量、肌纖維橫截面積、內(nèi)部的肌纖維類型比例，還是實際的肌肉力量、發(fā)力能力，都和地球1g環(huán)境里的小鼠幾乎沒有差異。

也就是說，只要重力能達到地球的三分之二，我們的骨骼肌就能維持和地面上完全一致的健康狀態(tài)，不會因為重力的降低，就此出現(xiàn)流失和功能衰退的情況。

這個發(fā)現(xiàn)，給未來的載人火星探測敲響了警鐘。

火星0.38g的地球重力，剛好落在0.33g這個“危險區(qū)間”里。

這意味著，即便宇航員能在火星上通過鍛煉保住肌纖維的體積，也很難躲開肌肉功能的衰退、耐力的持續(xù)下降，這不管是在火星表面執(zhí)行復(fù)雜探測任務(wù)，還是未來返回地球的過載過程中，都可能帶來致命的風(fēng)險。

也正因如此，人工重力的設(shè)計再次成為深空探測的核心焦點，通過旋轉(zhuǎn)航天器的艙段，在飛船里模擬出0.67g以上的重力，就能在漫長的星際航行中，給宇航員的肌肉加上一層持續(xù)的保護罩。

同時，這次實驗還找到了11種會隨重力變化發(fā)生規(guī)律性改變的血液代謝物，未來我們或許只需要抽一管血，就能無創(chuàng)、實時地監(jiān)測宇航員在太空里的肌肉健康變化。