航天中所觀察到的連續進行性鈣的喪失和骨骼變化，是最出人意料的生物醫學發現。長期航天對骨骼及礦鹽代謝的變化被認為是對人體的最嚴重的危害。因此，引起人們極大的注意，進行了模擬和實際航行中各種研究，并收集了有關骨骼變化的大量資料。

早期研究骨骼礦鹽變化是使用X光密度計測定法，證明了在相對短的航天期間宇航員喪失了大量的礦鹽。曾參加“雙子星座”4、5號，“阿波羅”7、8號飛行的12名宇航員，飛行后跟骨與飛行前基線比較，礦鹽喪失為3.2%。在這些早期的航天后，也觀察到尺骨與橈骨均有大量礦鹽喪失。

在飛行的開始10天內，從飛行前的鈣從平衡逐漸減弱，使整個機體開始出現鈣的喪失。開始時喪失率是緩慢的，飛行到84天每天排出量增加到約300毫克，“天空實驗4號”3名乘員，鈣從體內總儲量中喪失，平均達25克，根據飛行第一個30天鈣喪失的趨勢計算出一年的鈣喪失可能達到300克，占體內儲量的25%。

長期失重會引起人體的骨鈣質代謝紊亂。人體失重后，作用于腿骨、脊椎骨等承重骨的壓力驟減，同時，肌肉運動減少，對骨骼的刺激也相應減弱，骨骼血液供應相應減少，在這種情況下，成骨細胞功能減弱，而破骨細胞功能增強，使得骨質大量脫鈣并經腎臟排出體外。

骨鈣的丟失會造成兩個后果：骨質疏松和增大發生腎結石的可能。失重所導致的骨丟失隨飛行時間的延長而持續進行，而且這種骨質疏松一旦形成，回到地面重力環境下也難以逆轉。

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前蘇聯宇航員在“和平號”空間站上曾試驗多種對抗措施，如每天2小時的跑臺運動，穿企鵝服給以人工加載及服用特殊藥物等，但未能完全解決問題。目前這仍然是航天醫學需要解決的難點問題。