張唯誠(chéng)

弗蘭克·博爾曼是美國(guó)航空航天局“阿波羅8”號(hào)任務(wù)的指令長(zhǎng)。“阿波羅8”號(hào)于1968年12月21日在佛羅里達(dá)州發(fā)射升空，在之后的6天里，“阿波羅8”號(hào)創(chuàng)造了歷史——它是人類第一個(gè)離開近地軌道，并繞月飛行的太空船。但是，領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)任務(wù)的博爾曼在任務(wù)開始不久就感到惡心。1999年，博爾曼在一次采訪中回憶了當(dāng)時(shí)的情況。他說：“我吐了好幾次，沒有人喜歡這樣，但嘔吐也并不是什么大不了的事?！?/p>

在太空中，重力非常弱，甚至根本感覺不到，所以區(qū)別上下毫無意義。宇航員經(jīng)常失去方向感，他們也會(huì)因此感到惡心。

太空病并不是離開地球?qū)е碌奈ㄒ徊贿m。2015年，美國(guó)航空航天局的一份報(bào)告列舉了30個(gè)可能導(dǎo)致宇航員生病和無法工作的因素，并且指出，類似的因素可能還有。在訪問火星之前，人們很難預(yù)測(cè)還會(huì)發(fā)生什么情況。

小心輻射

宇航員杰西卡·梅爾住在得克薩斯州的休斯敦，她為美國(guó)航空航天局設(shè)計(jì)培訓(xùn)太空旅行者應(yīng)對(duì)太空傷害的方案。梅爾說：“我們的目的是確保宇航員安全健康地返回地球?！?/p>

一些已知的風(fēng)險(xiǎn)非常棘手。除了太空疾病，還有輻射，它們是高能的亞原子粒子，會(huì)穿透宇航員的皮膚，破壞細(xì)胞。宇航員的骨骼和肌肉也會(huì)變得脆弱，因?yàn)樗麄兊纳眢w不再需要對(duì)抗重力。血液和其他液體會(huì)積聚在身體的上部，包括大腦的周圍，帶來的一個(gè)副作用就是宇航員的聽力有可能遭受損傷。

太空旅行還會(huì)帶來精神問題，損害心理健康。例如，宇航員共用狹小的空間，這會(huì)引發(fā)很多問題。密歇根州立大學(xué)的心理學(xué)家史蒂夫·科茲洛夫斯基說：“如果你和周圍人的關(guān)系不太好，你就會(huì)把自己隔離起來?！比欢?，在長(zhǎng)期的太空飛行中，宇航員必須進(jìn)行合作以完成各種任務(wù)。如果不能很好地協(xié)同工作，這些任務(wù)就難以正確完成或者按時(shí)完成。這位心理學(xué)家說，這可能使任務(wù)流產(chǎn)甚至危及宇航員的生命。

今天的宇航員可以訪問國(guó)際空間站，它在離地球381千米的軌道上運(yùn)行。乘飛船到那里只需要不到1天的時(shí)間，而且大多數(shù)宇航員都不會(huì)在那里待1年以上。去月球旅行需要3天至5天，未來針對(duì)小行星的航行可能需要數(shù)周時(shí)間，然而火星任務(wù)可能會(huì)持續(xù)3年。

隨著宇航員在太空中待的時(shí)間越長(zhǎng)，他們的健康風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加，而最危險(xiǎn)的就是眾所周知的輻射。

地球上的生命之所以免受太空輻射的傷害，是因?yàn)槭艿搅艘粋€(gè)巨大而又很不對(duì)稱的泡狀物的保護(hù)。這個(gè)泡狀物被稱為磁層，它圍繞著地球，像一個(gè)遮蔽物那樣偏轉(zhuǎn)了大部分從太陽(yáng)流向地球的高能粒子。

太空中的宇宙射線有些還來自銀河，這些強(qiáng)大的能量爆發(fā)產(chǎn)生于更遠(yuǎn)的深空，科學(xué)家仍在尋找這種輻射的源頭。和太陽(yáng)輻射一樣，銀河宇宙射線也會(huì)對(duì)人體內(nèi)外造成傷害，它們也同樣被地球的磁層所偏轉(zhuǎn)。

然而，火星之旅會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出磁層保護(hù)的范圍，從而使宇航員暴露在輻射之中。

磁層中有兩個(gè)“范艾倫帶”。美國(guó)航空航天局蘭利研究中心的工程師麗莎·卡內(nèi)爾說：“一旦你穿過了環(huán)繞地球的范艾倫帶，你就沒有更多的保護(hù)了?！?h3> 想出什么辦法了嗎？

卡內(nèi)爾研究深空輻射，研究在太空中罹患輻射疾病的風(fēng)險(xiǎn)。她在實(shí)驗(yàn)室里模擬深空，包括向一些目標(biāo)，例如普通物體和人體組織樣本發(fā)射高能激光。與失重狀態(tài)下的常規(guī)太空疾病不同，輻射可以導(dǎo)致惡心、嘔吐和器官損傷；也可能損害心血管系統(tǒng)，包括心臟和肺；還可以破壞中樞神經(jīng)系統(tǒng)，包括大腦和脊髓，從而削弱宇航員清晰的思考能力。

銀河宇宙射線可以產(chǎn)生大小不同的粒子?？▋?nèi)爾把它們比喻成隱形的子彈，發(fā)射它們的“槍”隱藏在深空中。她說：“槍有不同的類型，它們帶來的傷害也不同?！?/p>

宇宙射線中的小粒子是原子的一部分，最簡(jiǎn)單的可能是孤立的質(zhì)子或電子，較大的可能包括鋰、碳或鐵原子的核。卡內(nèi)爾把這類粒子比作步槍子彈。

她說，實(shí)驗(yàn)室的研究顯示，這種粒子束會(huì)使老鼠患上癌癥。但目前，科學(xué)家還沒有發(fā)現(xiàn)宇航員癌癥發(fā)病率上升的證據(jù)。就目前的情況看，宇航員在太空停留的時(shí)間并不長(zhǎng)。雖然有人在國(guó)際空間站待了幾個(gè)月，但他們?nèi)匀皇艿酱艑拥谋Ｗo(hù)。

火星遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了可以得到保護(hù)的范圍。“好奇”號(hào)探測(cè)器收集到的數(shù)據(jù)顯示，火星表面的空間輻射水平很高，這表明去火星的宇航員將面臨很高的罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。

太空任務(wù)必須避免宇航員受到輻射的侵害。工程師正在尋找多種方法來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，每一種方法都有利有弊。例如，使用厚實(shí)的材料建造太空船和太空服可以有效保護(hù)宇航員，但這樣一來，太空船就可能很沉，發(fā)射的費(fèi)用很高，太空服也很笨重。

另一種解決方案是設(shè)計(jì)和使用能偏轉(zhuǎn)更多輻射的新材料，但開發(fā)這種材料需要時(shí)間和金錢，而前往火星，人們似乎越來越迫不及待了。美國(guó)航空航天局計(jì)劃在未來15年內(nèi)把人送上火星，SpaceX則希望在2020年之前讓人們前往火星（2018年年初，他們發(fā)射了世界上最重的火箭——“獵鷹重型”，其載荷是一輛跑車）。第三種解決方案是開發(fā)一種藥物，可以在宇航員的身體內(nèi)阻止輻射的傷害。但目前，這種藥物還不存在。

而且，即使有了藥物，也有其他理由來拒絕使用它。在太空中，宇航員的尿液需要循環(huán)成飲用水?？茖W(xué)家必須保證它們每次經(jīng)過身體時(shí)，任何針對(duì)輻射的治療都是安全的?？▋?nèi)爾說：“我不認(rèn)為我們會(huì)完全消除風(fēng)險(xiǎn)，我們的最終目標(biāo)是盡可能地降低風(fēng)險(xiǎn)?！?/p>

除了輻射外，宇航員還面臨著其他健康風(fēng)險(xiǎn)，包括骨質(zhì)和肌肉的流失。梅爾說，國(guó)際空間站上有可以減少這種流失的設(shè)備，它叫“先進(jìn)抗力鍛煉設(shè)備”（Advanced Resistive Exercise Device），簡(jiǎn)稱ARED。這是一種先進(jìn)的產(chǎn)生抗力的運(yùn)動(dòng)裝置，它用真空管提供抵抗力來用于健身。使用這種設(shè)備的宇航員會(huì)感覺到重力的存在，就像在地面的健身房中一樣。

國(guó)際空間站上的宇航員每天要花2小時(shí)使用ARED，以起到減少肌肉或骨骼流失的作用。梅爾說：“這是我們已經(jīng)解決的重要問題之一?！?/p>

國(guó)際空間站有足夠的空間容納ARED。但第一個(gè)前往火星的宇宙飛船不會(huì)有那么大的空間，所以工程師正在為這種飛行器開發(fā)更小的運(yùn)動(dòng)設(shè)備。梅爾說，對(duì)在太空中生活的人來說，鍛煉始終是至關(guān)重要的。