宇航員前往火星的旅程并不像游客們前往瑞士那么輕松、愜意且自在，而是一段充滿(mǎn)了各種不確定因素和未知風(fēng)險的冒險之旅。執行火星探索任務(wù)的宇航員將不得不長(cháng)期與深空輻射、微重力、幽閉空間、與世隔絕等壓力作斗爭。

　　畢竟，就目前的技術(shù)而言，宇航員到達火星至少需要 6 個(gè)月時(shí)間，而返回地球也需要同樣長(cháng)的時(shí)間。因此，他們必須做好準備，克服生理和心理等方面的挑戰。美國國家航空航天局(NASA)也正努力在本世紀 30 年代將宇航員送上火星之前，降低其可能面臨的各種風(fēng)險。

　　壓力源“協(xié)同作戰”

火星上一個(gè)前哨基地的藝術(shù)圖。

　　據美國太空網(wǎng)近日報道，NASA 人類(lèi)研究項目(HRP)首席科學(xué)家珍妮弗·福格蒂本月早些時(shí)候表示，宇航員搭乘的宇宙飛船“將不得不提供滿(mǎn)足宇航員基本生存所需的一切甚至更多，因為我們希望他們能夠勝任這份對認知和身體狀態(tài)都有極高要求的工作。”

　　HRP 的任務(wù)是找出航天飛行對宇航員的影響，并制定減輕和降低這些影響的策略。福格蒂說(shuō)，該項目旨在識別出 5 類(lèi)“壓力源”，這些“壓力源”可以顯著(zhù)影響人類(lèi)在執行深空任務(wù)過(guò)程中的健康狀況和表現，包括重力場(chǎng)的改變、不友好的環(huán)境、輻射、隔離/限制，以及與地球之間的遙遠距離等。

　　HRP 科學(xué)家和世界各地的其他研究人員正試圖認真分析并了解所有這些壓力源，他們在地球上進(jìn)行實(shí)驗，仔細監測在國際空間站(ISS)工作的宇航員的心理和身體健康狀況。這項工作的長(cháng)期目標是幫助實(shí)現載人火星任務(wù)，NASA 希望在本世紀 30 年代末之前完成這一使命。事實(shí)上，幾年前，NASA 宇航員斯科特·凱利和米哈伊爾·科爾尼延科在國際空間站呆了 11 個(gè)月(約是通常停留時(shí)間的兩倍)，以幫助研究人員評估非常長(cháng)期的太空任務(wù)(比如火星往返之旅)對宇航員的影響。

　　然而，要準確描述這樣一次火星之旅會(huì )給宇航員帶來(lái)何種影響非常困難。福格蒂說(shuō)，因為航天飛行的各種壓力源一般并非“單獨行動(dòng)”，很有可能是“協(xié)同作戰”，幾乎不可能把所有危險因素放在一個(gè)實(shí)驗環(huán)境中。

　　例如，科學(xué)家在地球實(shí)驗室中對動(dòng)物進(jìn)行輻射研究，就沒(méi)有考慮到微重力的影響，因為目前無(wú)法將其加入進(jìn)去;而國際空間站無(wú)法提供深空輻射數據，因為它在地球的保護磁層內運行;此外，在軌道實(shí)驗室安裝輻射發(fā)射裝置似乎也不是個(gè)好主意。

　　輻射是最大風(fēng)險

　　有些壓力源更令人擔憂(yōu)——研究人員和 NASA 官員反復強調，輻射是宇航員執行火星任務(wù)所面臨的最危險因素之一。

　　HRP 項目的太空輻射元素科學(xué)家麗莎·西門(mén)森博士解釋稱(chēng)：“人類(lèi)前往火星最大的挑戰之一是暴露于輻射的風(fēng)險。長(cháng)期暴露于輻射中可能帶來(lái)的健康風(fēng)險，輻射會(huì )通過(guò)活體組織傳播，沉積能量導致 DNA 結構損傷，并改變許多細胞過(guò)程。”

　　研究表明，暴露于高輻射環(huán)境下會(huì )增加宇航員晚年患癌癥的風(fēng)險。最近一項研究表明，執行火星任務(wù)的宇航員可能受到高劑量輻射，這些累積的輻射足以損害他們的中樞神經(jīng)系統，使他們在情緒、記憶力和學(xué)習能力等方面受到影響。

　　福格蒂提到了另一個(gè)需要集中研究的問(wèn)題：航天飛行相關(guān)的神經(jīng)—眼綜合征(SANS)，也稱(chēng)為視覺(jué)障礙/顱內壓(VIIP)。SANS 指的是太空飛行可能給宇航員帶來(lái)嚴重而長(cháng)期的視力問(wèn)題，這可能是由于液體流動(dòng)增加了顱骨內的壓力。

　　福格蒂說(shuō)：“目前在近地軌道上，SANS 非常容易管理而且也比較容易恢復，但以我們對這個(gè)系統的了解，還不足以預測在某些探測任務(wù)中，SANS 是否也會(huì )保持這種狀態(tài)。所以，這是我們目前研究的最優(yōu)先的生理領(lǐng)域之一。”

　　依靠月球上火星

　　NASA 目前的計劃是，不直接去火星，而是以月球為中間站。到 2024 年，讓兩名宇航員在月球南極附近著(zhù)陸，之后不久，在月球及其周?chē)㈤L(cháng)期可持續的基地。

　　NASA 官員表示，他們將通過(guò)“阿爾忒彌斯”計劃開(kāi)展這些活動(dòng)，主要目的是學(xué)習將宇航員送上火星所需的技能和技術(shù)。“阿爾忒彌斯”基礎設施的關(guān)鍵部分之一是一個(gè)小型繞月空間站——“門(mén)戶(hù)”，它將作為月球表面活動(dòng)的中心。無(wú)論是機器人的還是載人的著(zhù)陸器，都將從“門(mén)戶(hù)”下降到月球表面，而在“門(mén)戶(hù)”前哨上的宇航員，很可能也會(huì )從那里操作漫游車(chē)。

　　大量研究將在“門(mén)戶(hù)”內進(jìn)行，其中大部分研究將調查宇航員在一個(gè)真正的深空環(huán)境內的健康狀況和表現。福格蒂提到了一種研究策略，這種策略可能對規劃“火星之路”特別有用——在月球軌道前哨上研究人類(lèi)組織的小樣本。

　　這樣能規避一個(gè)影響研究的最大問(wèn)題——使用嚙齒動(dòng)物和其它非人類(lèi)動(dòng)物作為模型。福格蒂說(shuō)：“我們如何在老鼠和人類(lèi)之間架起一座橋梁呢?因為它不是直接適用的，這也困擾著(zhù)陸地醫學(xué)和研究。但是隨著(zhù)芯片上器官和組織的不斷涌現，以及科學(xué)家對其不斷的驗證，你可以用這些芯片概括出人體非常復雜的側面。我們可以將芯片作為一個(gè)模型有機體，在理解復雜環(huán)境方面取得重大進(jìn)展，以此來(lái)真正解決人類(lèi)的局限性的問(wèn)題。”
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