狭小环境的生理效应

载人飞船座舱与外界隔绝，舱内空间有限，对航天员会产生一定生理-心理影响。狭小环境的生理效应取决于航天员人数、航行天数以及狭小空间的容积。人数越少，容积越小，飞行时间越延长，生理效应即越严重。在地面条件下于各种模拟器以及飞船模型里进行的大量实验表明，单人隔离生活一天的最小允许容积约为1.4m³；如飞行时间延长到10天，容积须相应增加到3.8m³; 30天，4.2m³。单人生活在自由空间为1.1m³的狭小环境里7天以上时，即可能发生生理和心理变化； 长达30天以上时，即使容积增大到2.2m³，也可能发生明显的生理和心理的改变，甚而更严重的后果。飞行时间长达数年之久的最小允许座舱容积值，尚待确定。
狭小环境的生理效应主要体现在两个方面： 一是限制活动，二是“隔离感”或称“孤独感”。所引起的生理和心理改变可被划分为三度： 第一度是“无改变”，体内环境稳定和适应能力不降低； 第二度是“有改变”或“能力降低”，但人可以耐受；第三度是“有明显改变”甚而引起更严重后果，达到影响安全或执行任务程度。
限制活动是一种应激因素。限制活动初期的生理功能处于调整阶段。人由平时生活的大空间突然进入狭小空间时，由自由活动转为限制活动，不能立即适应新的生活条件。各种生理功能也呈现相应改变： 脉搏、动脉血压和基础代谢等略呈增加趋势； 呼吸频率与肺通气量稍增加或减少； 肾上腺皮质和髓质激素分泌呈增加趋势； 皮肤电阻降低，提示植物神经活动增强。这些改变，均属非特异性反应。约经3～7天后，过渡到适应阶段，心血管、骨胳肌、水盐代谢、物质代谢和造血功能等均低于实验前水平。实验结果表明，为时仅数日的狭小环境生活，尽管限制活动还不够严格，已可引起轻度负氮平衡，同时伴有磷排出量增加。上述两个阶段的划分，因人而异，并同限制活动的程度密切相关。限制活动越严格，适应阶段提前的趋势越加明显。
按程度尚可将限制活动划分为“完全型”与“不完全型”两类。强迫固定体位属于完全型限制活动。早期的飞船座舱，由于受到推力上的限制等原因，均采用乘员少、容积小的方案，航天员受到完全型限制。地面条件下的人体实验结果表明，保持半卧位固定体位数小时后，体温已呈现明显下降趋势。当被试者穿着航天服处于加压状态，并保持半卧位强迫固定体位时，心率、呼吸频率和体温从第一小时便开始降低，实验继续到十八小时时，皮肤温度已下降约0.5℃，心率减少约17%。在地面条件下进行的单人隔离实验结果表明，七天生活在0.78m³容器里，采取一定强迫固定体位，尽管每天有一小时三十分钟的自由活动，仍引起三度生理-心理功能严重改变。自由活动空间虽然狭小但无强迫固定体位的限制活动则属“不完全型”。初期较小飞船座舱的限制情况多属此种类型。后来的天空实验室，自由活动空间较大，对人体的限制性影响相应减小。
在轨道上航行的飞船里，同地面站的联系有限，仅能通过面积很小的舷窗观察外界空间：舱外一片寂静，舱内则为单调恒定刺激。这种新的环境会引起心理上、感觉与知觉功能上一系列改变。单人较长时间航行时，心理上的改变尤为常见； 也易出现错觉与幻觉。双人执行任务时，此类改变少见。三人以上的集体执行航行任务时，则完全不出现。上述狭小环境也可引起心理上的不快感；躯体上的不适亦会加重心理上的烦躁。但人处于失重状态时，可任意处于不同体位、采取不同体姿，既可解除强迫固定体位所造成的压迫感与压痛等，又可缓解心理上的不适。尽管存在上述生理-心理改变，但在进入狭小环境的初期，时间概念的动力规式仍甚稳定，即使舱内无时钟，但在改变作息制度之前，仍不能完全解除旧有的时间感觉。
应当指出，航天员在飞船里，同时受到狭小环境、失重、噪声和新的生活作息制度等复合性应激的作用。有些因素具有协同作用，彼此加重生理效应。如失重同限制活动二者均引起肌肉活动量减小，呼吸、循环、代谢和体温等基本生理功能适应性的降低，感知信息量减少等。