飞行对心肺系统的影响
飞行后肺功能试验一般没有出现异常。但是，观察到天空实验室3号驾驶员和天空实验室4号所有宇航员，在飞行中肺活量降低达10％。天空实验室4号三名宇航员肺活量试验的结果。飞行中的宇航员肺活量的降低，可能起因于体液重新分布到胸腔，膈膜向头移位，或座舱压力降低到海平面1／3的反射，这样一类因素的组合。
飞行后心肺对运动反应的测量一致地显示运动量减少。例如，阿波罗7到11飞行前、后获得的测量，这些研究证明飞行后即刻工作负荷、氧耗量、收缩压和舒张压明显降低，此时心率为160次/分。机械效率(完成一定工作量所需的氧气量)在飞行后没有表现出显著变化。天空实验室宇航员的研究表现类似的飞行后运动量减少，这由氧耗量、心率、心输出量和每搏量证明。在三星期之内大多数心血管反应恢复到正常。前苏联研究者们报道了类似结果。
在航天期间心肺系统经受着实质性的适应性变化。由于心肺系统的许多适应能力，已随着对抗地球引力持续作用的特殊机制而进化，因而失重的影响特别明显。该系统的某些变化，如体液向头部移位是失重的直接结果，其他一些变化似乎是由此而出现的调节，是Og环境的间接影响。该系统的主要变化包括体液移位、心脏动力学和肌电学的改变，以及肺功能和运动量的改变。
飞行对血液，体液及电解质的影响
人体暴露于航天环境将会产生范围广泛的体液影响。观察返回地面后的宇航员的许多变化，也都被认为直接或间接地伴随着由于失重引起体液向头部转移所造成的影响，但是，二些变化，特别是内分泌的变化可能与航天有关的应激或其它变量因素有关。
最为明显的血液变化，它包括血浆容量的减少，红细胞净容量的改变，红细胞形态分布的变化，淋巴T细胞数量和功能的改变，以及伴随航天而产生的最为显著的体液与电解质变化，包括体液总量的减少和电解质逐渐的进行性丧失等等。
血浆容量的减少是失重对人体影响生理改变之一。美、苏的研究结果表明，宇航员个体的血液学反应有相当大的差别。但这些变化确实发生于航天中和航天后。宇航员在航行印天后，体液减少趋于稳定，并且逐渐开始恢复。天空实验室3批宇航员在航行前、后的测定，表明红细胞净容量的丧失。这些变化从开始起可继续一段时间。天空实验室2号乘员的红细胞净容量在返回地面后并未立即恢复，直到航行后2周才恢复。
心肺系统发生的最重要的变化是体液从下肢向头部移位，这种体液移位可根据某些观察得以证明。
天空实验室宇航员飞行中所拍摄的照片，表明有眼窝肿胀，面部水肿和眼睑增厚的体证。颈静脉和颞部，头皮和前额的静脉似乎是充盈而扩张的。虽然飞行中面部组织肿胀的因素部分原因可能是由于无重力所致，但体液移位也可能起到重要作用，特别是由于静脉充血。这些照相是在天空实验室—3任务(59天)将要结束时拍摄的，从而说明水肿和静脉充血甚至在空间数月以后也不减退。宇航员的报道为鼻子不通气，头发胀，面部浮肿，这也支持体液移位的假设。
宇9陨典型地表现出飞行中腓肠部周径减少达30％。在天空实验室和阿波萝一联盟飞行任务中，在飞行前，飞行中和飞行后对宇航员进行了下肢多次周径测量，以获取容积的估计值并确定体液移位的时间过程。
飞行初期不是上肢而是下肢容积减少，在返回到地面时迅速恢复到飞行前值。据分析，似乎体液的主要移位不是一进入轨道就迅速发生。其移位的速度似乎是按照指数过程进行，在24小时内达最大值，然后在3至5天之内达平稳状态或一种新的稳态。飞行中下体负压试验对心血管系统比飞行前同样程度的下身负压试验表现出更强的应激，这种现象显然是由于飞行中出现体液大量向头部移位变化所造成的。总血容量的减少可能起重要作用，但飞行中体液丧失的时间过程，直到现在还未能清楚地加以阐明。
航天飞行对肌肉骨
骼及人体测量的影响
航天的失重环境对人体肌肉质量有深刻影响，这显然与肌肉组织废用萎缩有关。这些影响已由许多方面，包括体重测量、人体测量、生化分析、代谢平衡的研究以及航行后肌肉情况和神经肌肉功能的评定所证实。此外，在较长时间的航行中，身体成分发生的改变；认为肌肉组织可能随着代谢效率的降低而退化。
业已证实与航天有关的生理变化之一就是体重减轻。完成各次航行任务后，宇航员的体重平均比航天前减少3％～4％。但是体重减轻的幅度并不与航天任务时间长短有密切关系。前苏联两次长达六个月的航行，四名宇航员中有三人出现体重增加，身体质量也随航行时间增加而有线性增长的趋势，航行140～160天左右体重稳定，比航行前增加2％～5％，但是，这些宇航员体重的增加归因于脂肪组织的增多，增加的脂肪组织比肌肉组织的减少还多。航行期短于六个月，体重一般减少6～7千克，这是由于体液丧失和负氮平衡的结果。
肌肉组织的变化
宇航员的体重减轻是伴随着肌肉组织及其功能变化而发生的，说明了肌肉的退化。这些肌肉变化已由血、尿及粪便样本的生化分析，自身免疫过程的评定，代谢平衡的研究，肌肉情况的评定，人体测量以及神经肌肉功能的研究所证明。
航天中所观察到的连续进行性钙的丧失和骨骼变化，是最出人意外的生物医学发现。长期航天对骨骼及矿盐代谢的变化被认为是对人体的最严重的危害。因此，引起人们极大的注意，进行了模拟和实际航行中各种研究，并收集了有关骨骼变化的大量资料。
早期研究骨骼矿盐变化是使用X光密度计测定法，证明了在相对短的航天期间宇航员丧失了大量的矿盐。曾参加双子星座4、5号，阿波罗7、8号航行的12名宇航员，航行后跟骨与航行前基线比较，矿盐丧失为3.2％。在这些早期的航天后，也观察到尺骨与桡骨均有大量矿盐丧失。
钙每天摄人量与它从尿和粪便的排出量，在航行的开始10天内，从航行前的钙从平衡逐渐减弱，使整个机体开始出现钙的丧失。开始时丧失率是缓慢的。航行到84天每天排出量增加到约300毫克，天空实验4号3名乘员，钙从体内总储量(约1250克)中丧失，平均达25克，根据航行第一个30天钙丧失的趋势计算出一年的钙丧失可能达到300克，占体内储量的25％。
职业宇航员的分类
自古以来，人类就有飞出地球、探知太空奥秘的愿望。1961年4月前苏联人加加林首先进入太空，成为人类第1名宇航员，1969年7月美国人首先登上月球，实现了人类登上地外星体的夙愿。到1988年底世界各国已有352人乘坐不同型号的载人航天器进入太空，进行了各种探索、试验和观察活动。
飞行专家：这一类就是人们所说的宇航员，包括机长、指令长、驾驶员等。他们是人类进入太空的先驱，在单人航天器上，他们是驾驶员，在多人航天器上有机长和指令长等的分工。由于开创航天活动，他们本身就是被试验者，检验人是否能在太空中生存，只有能生存，才有可能进一步开展其它项目的探索活动。飞行专家的任务，除驾驶载人航天器(在地面配合下)外，还要负责飞行安全，控制与维修航天器中的设备仪器。协助载荷专家与科学家工作。这一类人员是所有航天人员中要求条件最高的。
任务专家：由于载人航天活动的发展，人在太空不只是驾驶飞行器遨游，还要进一步开展探知太空的各项实验，如走出载人航天器做“太空行走”，操纵机械手进行机外操作，组装大型空间平台，登月后在月面上进行各种活动。总之是在载人航天器外探险或帮助科学家宇航员和载荷专家作一些操纵实验活动。对这一类人的要求条件与飞行专家大致相同。前苏联称他们为随船工程师。
科学家宇航员：是乘坐载人航天器进入太空进行科学研究工作的人员，如对天文的观测研究，对地球资源、地貌和其它目的的观察研究及科学实验活动等。对这些人的体质要求与操纵航天器的人员相比要降低一些。
载荷专家：这是一类携带仪器设备，乘坐载人航天器从事各种科学实验，生产某些产品或搜集实验数据的科技人员。仪器设备由他们本身维修和使用，与地面指挥控制中心直接联系进行专项实验研究活动。对这一类人的条件要求比科学家宇航员要低些。是非职业性宇航员。
非职业宇航员的分类
旅游者：以政治宣传或观赏旅游为目的，乘载人航天器进入太空的人。这一类人除他们本身仍然是个被试验对象之外，没有明确的科学实验和太空探险的任务。
军事任务专家：不言而喻；这是一类乘载人航天器进入太空执行军事任务的特殊宇航员。由于超级大国对外层空间的资源和势力范围的争夺，从人类进入太空的第一天开始，就一直贯穿着军事目的的活动，而且越演越烈，甚至提出了“星球大战”计划。从发展角度上看，有可能发展成一支新的兵种——天军，以太空为战场的战争也不是不可能的。
随着载人航天技术的不断发展，可望在太空中构筑“宇宙岛”或“空间城”之类大型人群聚居点，或在其它星体(首先是月球)建立永久性“居民点”，到那时非职业宇航员将要大量增加，甚至有可能把一个家庭或一个集体迁移到太空中生活，真正实现人类发展的飞跃。
但就目前人类征服太空的现阶段来看，无论是用科学与金钱培养与训练出来的佼佼者——职业宇航员，还是普通的地球人进入太空，他们本身仍然是个被试对象，都要闯过或克服几道难关，例如：火箭冲出大气层所带来的冲击力，太空的失重状态，太空中的真空带来的缺氧，太空中的流星体的撞击，宇宙射线或高能粒子的影响，以及太空中的深冷、灼热，返回地球的摩擦热，火箭发动机的噪声与震动，太空中的孤独与寂静都会形成对人的影响，如过不了这些关，就不可能进入太空。
宇航员的选拔
美国宇航局采用预防医学的原则和技术进行航天候选者的筛选，借以发现具有最大职业潜力的人。由于使用现代的诊断和评定程序，使这种方法可以从申请者中选出预料今后长时间健康状况非常好的预备宇航员。因为美国宇航局和国家在训练宇航员方面投资很大，这种选拔方法被认为能保证被选出的人在正常职业期间不会由于已查过的医学问题中途退出，而使投资受到损失。
宇航员选拔史
1957年11月，德怀特D.艾森豪威尔总统设立了总统科学咨询委员会。该委员会第一批建议之一，是美国要设置一个从事空间探索的进取性计划的非军事机构。白宫于1958年3月发出了一个文件，列出支持空间探索的主要理由是由于国防、国家威望等方面的考虑，迫切要求进行载人探索。但是探索的重点放在可以扩大人们的知识和对地球太阳系的了解，以及最终扩大对整个宇宙的新的科学观察和实验的机会上。
在美国国会经过长时间的商讨以后，在这一年的7月，国会通过了1958年的国家航空与航天条例。根据已在弗吉厄亚州基利现场设立的航天任务组的研究，确定了第一个载人航天计划(“水星计划”)的人员选拔，为国家最优先考虑的事情。为此，航天任务组成员们加紧工作，以确定选拔宇航员那样的最有效地行使职责的人。因为当时还没有关于在航天时会出现的生理变化的资料。所以这类人的大部分合格条件必须以操作高性能飞机的经验为基础。
航天任务组和生命科学专业委员会一起，根据他们认为宇航员可能有哪些职责制定了一个选拔程序，简单地说其职责有：
1.生存，即验证人能在航天条件下生活并安全返回。
2.执行任务，即验证人在航天环境下有效的工作能力。
3.作为自动控制和仪表的代替方案，补充自动控制的不足，提高航天系统的可靠性。
4.作为科学观察者，即完成仪表和卫星性能不能做到的观察和报道。
5.作为工程观察者，并且和真正的试飞驾驶员一样工作，以便进一步改进飞行系统和部件。
航天任务组为了确定哪类人最有资格作为宇航员，考察了几种职业工作者，所考察的职业有飞机驾驶员、气球驾驶员、潜艇人员、深海潜水员、登山员、探险家、航空医生和科学家等。
1959年4月2日，美国宇航局宣布为“水星计划”选出了7名宇航员。根据洛夫莱斯诊所的报道，最后选出的7名宇航员是因为他们的精神、身体和心理应激的耐力特别好和特殊的科学专业。平均年龄为35.2岁。
以后，又选了8组宇航员，至1982年宇航员队总人数为127人，包括8名妇女。从1962到1969年选拔宇航员的医学评定在德克萨斯州、圣安东尼奥、布鲁克斯空军基地进行，采用了如下所示的草案。在1977和1980年，在得克萨斯州，休斯敦约翰逊航天中心进行了采用新的美国宇航局医学标准。的医学评定。
1.病史和各系统的回顾。
2.体格检查。
3.心电图检查，包括安静、过度通气、颈动脉按摩和闭气时的常规心电图研究，双倍二阶梯运动耐受性测验，冷压测验和心电图。
4.跑台运动耐受测验。
5.向量心电图研究。
6.心音图研究。
7.倾斜台研究。
8.肺功能研究。
9.X射线照片研究，包括胆囊X射线象，上胃肠道造影，腰骶脊椎、胸椎、颈椎和头颅X射线照片。