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视觉系统是定向和适应于空间生活和工作的所有感觉系统中最关键性的一个系统。
对空间视觉能力的兴趣是由于知道空间的视觉环境可能不同而引起的。首先，在太阳直接光照下物体的亮度较高，因为地球大气至少吸收15％的可见光，而水蒸气、烟雾和云能使这种吸收大大提高。总的来说，这意味着白天宇航员工作的照明水平比在地面约高1／4第二，如在月球那样的表面上，那里没有大气，也没有光的散射，这就导致了在不受太阳光直接光照的区域显得很暗，以致要重新安排正常的视、觉关系。在早期的航禾任务期间，对这些环境差别可能与感觉感受器系统的微细生理变化相互作用的程度尚不了解。
美国斯克里普斯海洋学研究所的可见度研究室得到了双子星座－5号飞船宇航员飞行前、飞行时和飞行后的视力试验。用飞行中视觉测试器进行测量，这种测试器是一种小的自动的双筒光学装置，含有高和低反差直角透射阵。宇航员判断每个直角的方位并在记录卡上打孔说明自己的反应。
双子星座－5号飞船视力测量计划的第二个部分是在得克萨斯和澳大利亚地面上显示大的直角图型。宇航员的任务是报道直角的方位。在两次通过之间的时间里以校正方位的方式改变显示，按照预料的倾斜范围，太阳上升程度及宇航员以前通过时的视力进行大小的调整。
双子星座5号飞船上测量计划的结果说明，在8天任务期间宇航员的视力既没有降低，也没有提高。由于气象环境大大妨碍了地面图形的观察，仅有一次飞行测试获得成功。这些结果确证宇航员的视力是在飞行前视力测量所预测的限度之内。
在阿波罗计划中，人们的研究兴趣转向于视觉器官本身。一名宇航员飞行后约3个半小时的视网膜血管照相表现出静脉和动脉都明显缩小，另一名宇航员飞行后4小时仅静脉缩小。他们的视网膜血管的收缩程度比呼吸纯氧的缩血管作用要大并持续时间更长。
阿波罗计划的宇航员还表现出飞行后眼内压比飞行前低。飞行后眼内压恢复到飞行前值比在水星和双子星座类似研究的情况预料的要慢。这种恢复慢的原因还不清楚。
在航天飞行任务中，有些宇航员报道飞行时出现眼睛“老花”和“看错地平线”现象，美国航宇局为此研制了一台新的小型视觉功能测试仪，将要在航天飞机上对宇航员进行视觉功能检查。
此外，有些宇航员报道在空间能看见地面上的诸如汽车和船等物体，显然这个距离超过眼睛的分辨力，对此目前尚无满意的解释。
前苏联在尤里·加加林进行一圈的轨道飞行后得出的结论是，短期航天飞行对视觉系统的基本功能不会产生明显的影响。此后，前苏联的研究人员在宇航员的视力、反差敏感性、色觉和一般视力方面进行了系统研究。他们发现，在飞行的第一天，主要的视觉功能降低5％～30％，然后功能逐步恢复，直到达到接近飞行前值为止。反差敏感性变化最明显，进入失重后即刻丧失10％，5天后丧失达40％。虽然存在这些变化，但结论仍是在正常照明条件下航天环境对主要的视觉功能影响不大。
除视觉外，人的感觉器官还有听觉、味觉和嗅觉等，航天飞行实践表明，这些感觉器官不受飞行的影响，飞行前后和飞行中几乎无变化。以下是感觉器官在飞行前后的比较情况。