薩拉·斯科爾斯

美國航空航天局（NASA）希望能在幾年之內(nèi)讓宇航員重返月球，他們正在大力投資“阿爾忒彌斯”（Artemis）登月計劃來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。而更加宏偉的目標(biāo)——在地球之外建立永久人類基地，也是計劃的一環(huán)。為此，美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟（United Launch Alliance）等公司正在設(shè)計人類月球棲息地的基礎(chǔ)設(shè)施。美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）也宣布將會殖民火星。但這些計劃是否切實(shí)可行？前往太空尋找新家園定居是一個宏偉的夢想，但離開地球卻面臨著生理、心理、經(jīng)濟(jì)、倫理等諸多方面的挑戰(zhàn)?？紤]到外太空似乎在處處針對人類，生活在地球之外將會有多困難？

從模擬開始

經(jīng)過演化，人類已適應(yīng)了地球上的環(huán)境。一旦離開地球，無論在身體上還是心理上，我們都將遭遇風(fēng)險。而宇宙射線帶來的癌癥風(fēng)險、微重力對人體的影響等諸多問題可能會從根本上遏制移居太空。此外，想要在地外世界維持生存，目前也沒有可靠的經(jīng)濟(jì)模式。從歷史的角度來看，支持在這方面花很多錢的人并不多。很多人對太空殖民持樂觀態(tài)度，但他們?nèi)晕唇鉀Q這一過程帶來的棘手倫理問題。

在美國亞利桑那州圖森市附近，研究人員建造了一座封閉的地球生物圈實(shí)驗(yàn)設(shè)施“生物圈2號”（Biosphere 2），用以模擬太空基地。2023年這里舉辦了模擬宇航員大會，科學(xué)家和太空愛好者都齊聚于此。對于他們而言，所有的問題似乎都可以迎刃而解，未來的發(fā)展也早已是定局：太空是人類的歸宿，是我們終將抵達(dá)的目的地。

與會者都清楚，這是一個宏偉的夢想。生物圈2號的首席架構(gòu)師菲爾·霍伊斯在會議的開場演講中總結(jié)了他們的展望：“將你的心丟向前方，然后迎頭趕上?！边@是幾十年前第一批隊(duì)伍在這里扎營時發(fā)表的祝酒詞。幾十年后，他又引用了這段話。

但問題仍然是，我們是否有能力追得足夠快？而更根本的疑問是，我們有意愿追上嗎？

太空旅行削弱身體

1991年，8個人進(jìn)入生物圈2號，并在其中生活了兩年。這個奇特的設(shè)施其實(shí)是一座人造綠洲，占地約12700平方米，科學(xué)家在這里重建了不同的陸地環(huán)境。人造綠洲里有海洋、紅樹林、熱帶雨林、稀樹草原和霧沙漠，就像雜草叢生的植物園一樣，但所有這些都與它們模擬的星球隔離開來。除了理解生態(tài)和地球本身之外，實(shí)驗(yàn)的另一個目標(biāo)是探索人類未來該如何在太空中生活。顯然，在太空中，人類必須為自己創(chuàng)造一個能自給自足、自我維持的環(huán)境。為此，研究人員在生物圈1號（我們賴以生存的地球生物圈）中建立了人造的生物圈2號，并在這里開展了生態(tài)實(shí)驗(yàn)。遺憾的是，這場實(shí)驗(yàn)并沒有成功。封閉的環(huán)境無法為其中的居民帶來足夠的氧氣、水或食物——當(dāng)然，未來月球或火星上的居民也可能會遇到這一系列問題。同時，居民之間的人際沖突和心理問題也影響了第一次任務(wù)和幾年后的第二次任務(wù)。

如今，參與生物圈2號等項(xiàng)目（在地球上模擬長期太空旅行）的人被稱為模擬宇航員。盡管這是一項(xiàng)小眾追求，但它也很受歡迎：南極洲、美國的猶他州、夏威夷州和得克薩斯州都有類似的設(shè)施。阿曼、肯尼亞和以色列也正建造和規(guī)劃建設(shè)類似的設(shè)施。他們都有一個共同的目標(biāo)：在地球上學(xué)習(xí)如何在地外生活。

沙漠的斜陽在人造綠洲的玻璃外墻上投射出粉紅色的光影，露臺上的人們模糊于其中，他們都是模擬世界的一部分。其中的一些人參與過模擬項(xiàng)目，或者自建過模擬宇航員設(shè)施；另一些人只是對模擬宇航員感興趣。天文學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家、退伍軍人、快遞員、醫(yī)務(wù)工作者、藝術(shù)家、律師、音樂家等各行各業(yè)的人齊聚一堂，當(dāng)晚，他們換上了《星球大戰(zhàn)》（Star Wars）的服裝。太陽落山后，許多人看著升起的月亮，心中期待人類未來能在那里定居。

人類的軀體確實(shí)無法應(yīng)對太空。太空飛行會損害DNA，改變微生物組，擾亂晝夜節(jié)律，損害視力，增加癌癥風(fēng)險，導(dǎo)致肌肉和骨骼流失，抑制免疫系統(tǒng)，削弱心臟功能。除此之外，微重力還會讓體液流向頭部，長期來看，這可能會對大腦產(chǎn)生病理性影響。

美國加利福尼亞大學(xué)舊金山分校的醫(yī)學(xué)研究員索尼婭·施雷普弗曾深入研究過困擾太空探索者的兩種病癥。利用國際空間站中飄浮的小鼠，她發(fā)現(xiàn)通向大腦的血管會在微重力下變得更僵硬。這就是為什么現(xiàn)在的宇航員在返回地球后，無法徑直走出太空艙。在火星上也會發(fā)生同樣的狀況，但宇航員抵達(dá)那里后，卻沒人能將他們運(yùn)送到新的庇護(hù)所。不過，施雷普弗和同事確實(shí)發(fā)現(xiàn)了一種分子信號通路，或許能預(yù)防心血管硬化。她說：“我試圖理解的問題是，我們需要這樣做嗎？”施雷普弗認(rèn)為，也許血管硬化是一種身體自我保護(hù)的機(jī)制，而軟化血管反而會導(dǎo)致其他問題。

她還希望找出幫助宇航員應(yīng)對免疫系統(tǒng)減弱的方法。在太空中度過一段時間后，宇航員的免疫系統(tǒng)會老化，這導(dǎo)致他們更難修復(fù)身體的組織損傷。施雷普弗說：“免疫系統(tǒng)在微重力環(huán)境下的衰老速度相當(dāng)快。”她在年輕且健康的人群中采集了生物樣本，并存放到組織芯片上，然后將其發(fā)送到地球軌道，追蹤這些樣本的老化情況。

太空旅行更為嚴(yán)重的一個副作用則是視力和骨骼問題。當(dāng)宇航員在太空中停留一個月或更長時間時，他們的眼球會變得扁平，這是航天神經(jīng)眼綜合征（spaceflight-associated neuro-ocular syndrome，SANS）的癥狀之一，可能會對視力造成長期損害。在地球上，人體的肌肉和骨骼早已習(xí)慣始終存在的重力，為了抵抗重力而進(jìn)行的站立和移動也可以防止肌肉萎縮，同時刺激骨骼生長。但在太空中，由于沒有外力的驅(qū)動，宇航員骨骼流失的速度會超過生長速度，他們的肌肉也會萎縮。因此他們每天必須進(jìn)行數(shù)小時鍛煉，并使用專門的設(shè)備模擬地球上的重力，但即使這樣也不能完全避免所有影響。

然而，身處外太空最令人擔(dān)憂的可能是輻射問題。對于在近地軌道飛行的宇航員來說，身體接受輻射的強(qiáng)度是可以控制的。但對于遠(yuǎn)距離、長時間太空旅行的人來說，這將是一個嚴(yán)峻的問題。太陽噴射出的一些粒子可能會損壞他們體內(nèi)的DNA，尤其是在太陽風(fēng)暴期間。美國貝勒醫(yī)學(xué)院教授、空間健康轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究所（TRISH）所長多里特·多諾維爾說：“這可能會讓你病得很重，引發(fā)急性輻射綜合征?！?/p>

未來的宇航員或許可以用水來保護(hù)自己免受輻射粒子的侵害。但問題在于，科學(xué)家并不清楚太陽何時會噴發(fā)大量粒子。多諾維爾說：“假如此刻宇航員正在探索月球表面，而太陽粒子事件即將發(fā)生，我們最多只能提前20到30分鐘預(yù)測它。”這意味著，我們需要更好的預(yù)測和監(jiān)測太陽活動的能力，同時需要宇航員靠近他們的水盾。

如果宇航員沒有及時找到安全的庇護(hù)所，首先會出現(xiàn)惡心的癥狀。“你會吐到宇航服里，” 多諾維爾說，“這可能會危及生命?！币?yàn)閲I吐物可能會干擾生命維持系統(tǒng)，或者你可能會因吸入嘔吐物而窒息。接著，中性粒細(xì)胞和紅細(xì)胞等細(xì)胞會耗盡，這意味著你無法再有效地對抗細(xì)菌，或?yàn)樯眢w組織提供氧氣。你會感到疲倦、貧血，同時繼續(xù)嘔吐，而體內(nèi)會暴發(fā)感染——你或許會因此死亡。

還有另一種輻射——銀河宇宙線，即使有很多水也無法阻擋它們。這種輻射由高速移動的粒子組成——大部分是氫原子核，但也包含元素周期表中的每一種天然元素。這些射線來自超新星等天體，其能量和質(zhì)量遠(yuǎn)超單純的質(zhì)子。多諾維爾表示，“我們無法完全保護(hù)宇航員”免受它們的輻射。而這種情況會使問題變得更糟：這些宇宙線在撞擊到障礙物時會分裂，產(chǎn)生更多、更小的粒子。

對于前往火星的宇航員，旅途中接收的銀河宇宙線輻射劑量通常相當(dāng)小。但如果你在宇宙飛船或行星表面待了很多年，這些影響就會積少成多。多諾維爾說，想象一下，你在一個只有幾只蚊子（無法打死）的房間里。5到10分鐘可能還好。但幾天？幾個月呢？你會被叮更多的包，變得奇癢難耐。而在外太空，積攢的則是更高的癌癥風(fēng)險。

然而，對宇宙線實(shí)現(xiàn)完全隔離是不現(xiàn)實(shí)的，因此多諾維爾的空間健康轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究所正在研究如何幫助宇航員修復(fù)輻射損傷，并研發(fā)修復(fù)DNA損傷的藥物供宇航員口服。多諾維爾說：“所有人都在等身體接受輻射后引發(fā)癌癥，然后思考如何戰(zhàn)勝癌癥，但我們想采取預(yù)防措施。”

但即使解決了宇航員大部分的身體問題，大腦仍是一個問題。根據(jù)對現(xiàn)有宇航員和模擬宇航員的研究，一篇于2021年發(fā)表在《臨床神經(jīng)精神病學(xué)》上的綜述論文列出了宇航員在太空航行中面臨的心理風(fēng)險：情緒調(diào)節(jié)能力下降，適應(yīng)能力降低，焦慮和抑郁加劇，團(tuán)隊(duì)內(nèi)部溝通越發(fā)困難，睡眠障礙加劇以及壓力導(dǎo)致的認(rèn)知和運(yùn)動功能下降。為什么會出現(xiàn)這些問題？請想象一下自己和一小群人一同待在一個密封的罐子里，外部是致命的環(huán)境，內(nèi)部則是一成不變的日程安排、不自然的晝夜節(jié)律和任務(wù)指揮人員的持續(xù)監(jiān)視。這些因素都很容易導(dǎo)致心理問題。

未知的經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)

身體和心理問題雖然嚴(yán)重，卻并不一定是實(shí)現(xiàn)定居太空最直接的障礙。更大的問題是經(jīng)濟(jì)成本，應(yīng)該由誰來支付這樣高昂的成本？那些太空企業(yè)的億萬富翁可不一定會因?yàn)槔髁x或冒險精神資助太空殖民。商業(yè)航天公司是企業(yè)，而企業(yè)的目標(biāo)是盈利。“有商業(yè)案例可以證明這類投資可能盈利嗎？”美國哈佛大學(xué)商學(xué)院教授、太空經(jīng)濟(jì)學(xué)研究項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人馬修·魏因齊爾問道。

在過去的幾年里，魏因齊爾和同事布倫丹·魯索一直在探究太空探索、離開地球的需求究竟是什么。魏因齊爾說：“太空旅行服務(wù)的供應(yīng)在增長，成本也在下降，但需求方是誰呢？”畢竟，太空公司歷來是孤立的：一群專家為另一群專家創(chuàng)造東西，而不是面向更廣闊的世界提供商品或服務(wù)。即使是SpaceX這樣的商業(yè)公司，在大多數(shù)時候也是依靠政府合同的支持。這些公司的領(lǐng)導(dǎo)時常忘記他們應(yīng)該貫徹的資本主義——開拓市場，獲取盈利。他們只是對火箭、零件之類的技術(shù)感到興奮。魯索說：“但技術(shù)可行性與強(qiáng)有力的商業(yè)案例并不一定是等價的?！?/p>

如今，一些私營航天公司正提供商業(yè)航天旅行服務(wù)，他們的目標(biāo)客戶是一些游客，而不是聯(lián)邦合同。但與政府支持的宇航員不同，這些游客并沒有受到同樣安全的監(jiān)管規(guī)定的保護(hù)，一起意外事故就可能扼殺太空旅游業(yè)。同樣令人窒息的是，可能只有一部分有錢人愿意定居在火星這樣的地方，而不是在大氣層上方短暫地乘飛船旅行一圈。因此，永久性太空殖民地的商業(yè)案例也會失敗。

人們傾向于將太空探索比作地球上的開疆拓土。但在地球領(lǐng)土的邊緣，人們尋求的是黃金礦產(chǎn)，或是更多適用于耕種的土地。而在太空中，探索者根本無法確定目的地的價值。魏因齊爾指出：“因此，我們必須謹(jǐn)慎地思考，不能假定太空探索一定有所回報?！?/p>

魏因齊爾和魯索發(fā)現(xiàn)，人類未來會定居太空的想法很鼓舞人心，但從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度看，他們無法確定這會在何時、以何種方式實(shí)現(xiàn)。畢竟，鼓舞不能支付賬單。魯索說：“我們很樂意看到這種事情發(fā)生——我想大多數(shù)人都會喜歡的——只要不是我們出錢?！?/p>

盡管太空愛好者可能會難以接受，但大多數(shù)人并不那么重視宇航員的太空冒險。2018年，皮尤民意調(diào)查要求受訪者為NASA的9項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)進(jìn)行重要性評級，分別為“最高優(yōu)先級”“次優(yōu)先級”或“不太重要/建議放棄”3類。結(jié)果顯示，只有18%和13%的人認(rèn)為將人類送上火星或月球是當(dāng)務(wù)之急，位列優(yōu)先級列表的底部。相較之下，監(jiān)測地球氣候變化、監(jiān)視危險的小行星和太空基礎(chǔ)科學(xué)研究都更受歡迎一些。

美國晨間咨詢公司2020年的一項(xiàng)民意調(diào)查發(fā)現(xiàn)，只有7%到8%的受訪者認(rèn)為將人類送上月球或火星應(yīng)該是首要任務(wù)。盡管歷史傾向于認(rèn)為，上一次月球探索時代的人們對太空飛行熱情高漲，但民意調(diào)查表明事實(shí)并非如此：“在整個20世紀(jì)60年代，多數(shù)美國人都認(rèn)為阿波羅計劃付出的代價是不值得的，只有1969年 7月阿波羅11號登月時進(jìn)行的民意調(diào)查出現(xiàn)過一次例外。”歷史學(xué)家羅杰·勞尼厄斯在一篇發(fā)表于《太空政策》的論文中這樣寫道：“在這十年中，始終有45%到60%的美國人認(rèn)為政府在太空方面投入過多，這也表明他們對太空旅行計劃缺乏信心?！?/p>

當(dāng)航天局的工作人員談?wù)撈馂槭裁慈藗儜?yīng)當(dāng)關(guān)心太空探索時，他們經(jīng)常會說這是為了人類的利益。有時他們會列舉一些由太空旅行發(fā)展而來的對公眾有益的技術(shù)，比如望遠(yuǎn)鏡鏡片的創(chuàng)新推動改進(jìn)了激光眼科手術(shù)。但對于NASA的合作顧問琳達(dá)·比林斯而言，這種論述并沒有意義。她表示，如果對發(fā)展某項(xiàng)技術(shù)感興趣，應(yīng)該直接投資私營企業(yè)，而不是通過航天機(jī)構(gòu)間接地投資，后者的開發(fā)不可避免需要耗費(fèi)更多的時間、更高的成本，卻無法很輕易地應(yīng)用在地球上。她說道：“我沒有看到NASA提供的任何證據(jù)能夠表明，（定居太空）會造福人類?！?p>

至少美國圣塔克拉拉大學(xué)的布萊恩·帕特里克·格林認(rèn)為，稅收是否應(yīng)該用于支持太空旅行是一個科學(xué)倫理問題。格林在馬紹爾群島擔(dān)任教師時，對科學(xué)倫理問題產(chǎn)生了興趣。美國曾在那里引爆過核武器，對環(huán)境和當(dāng)?shù)厝说慕】翟斐闪顺掷m(xù)的傷害?，F(xiàn)在，這些島嶼正面臨海平面上升的威脅，海水很可能會淹沒大部分基礎(chǔ)設(shè)施，侵蝕海岸并縮減可用的土地面積。他說道：“這讓我對技術(shù)在人類社會中的作用非常感興趣?！?h3>科學(xué)倫理的疑問

在太空旅行中，“為什么？”或許是最重要的倫理問題。格林問道：“來這里的目的是什么？我們要實(shí)現(xiàn)怎樣的目標(biāo)？”他自己的回答是這樣的：“最大的價值在于讓我們知道，我們可以做到這件事——如果我們很努力，就能實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)。這會讓人們凝聚在一起?！钡@樣哲學(xué)性的好處必須與更具體的成本一起考量和權(quán)衡，例如其他項(xiàng)目——地球科學(xué)研究，向其他星球發(fā)送機(jī)器人的任務(wù)，或者在我們這顆星球上蓋一些經(jīng)濟(jì)適用房——如果資金都流向月球、火星或是半人馬座阿爾法星，這些目標(biāo)就都無法實(shí)現(xiàn)了。

格林也提出了一個更簡單的倫理問題：“我們真的應(yīng)該派人去做這些事嗎？”除了面臨罹患癌癥和身體機(jī)能退化等重大風(fēng)險外，前往另一個世界定居的宇航員很可能會失去生命。即使能夠存活，他們能擁有怎樣的生活質(zhì)量也是一個問題。格林說：“生存是一回事，能夠享受生活又是一回事。生活在火星上會不會等同于酷刑？”

如果仍要嘗試太空旅行，我們也必須理解這對天體也存在威脅——不論是對于宇航員想去的那些行星，還是他們最終需要返回的這顆行星。月球、火星以及歐羅巴可能會被地球微生物污染。盡管NASA為了“行星保護(hù)”曾嘗試根除航天器上的微生物，但卻從未成功過。

而如果外星世界存在未知的生命，那么有害的外星微生物也可能會隨宇航員或航天器一起返回地球，這種針對行星安全的風(fēng)險也被稱為“反向污染”。為了維持探索者發(fā)現(xiàn)的地方原封不動，他們應(yīng)盡到怎樣的義務(wù)？撇開我們能否在地外生存的問題，為了自身和宇宙，我們是否應(yīng)該這樣做，也值得考慮。

在這個問題上，科幻小說家加里·韋斯特法對太空旅行的內(nèi)在價值提出了質(zhì)疑。在深入分析過科幻小說后，他開始認(rèn)為這項(xiàng)宏圖的邏輯和動機(jī)是有缺陷的。在談到創(chuàng)作《反太空案例》這篇文章的動機(jī)時，他講道：“我總是碰到相同的觀點(diǎn)：太空旅行代表了人類的命運(yùn)?！焙土粼诩亦l(xiāng)的人相比，太空探索者通常被描繪成更勇敢、更優(yōu)秀的人，他們是推動文明前進(jìn)的人。韋斯特法說：“從哲學(xué)上來說，我反對‘探索未知的人是人類最優(yōu)秀、最聰明的代表‘只有大膽進(jìn)入未知領(lǐng)域，才能取得進(jìn)步這些觀點(diǎn)。”畢竟，很多聰明、高效的人（更不用說很多快樂、穩(wěn)定的人）不會在逃亡中度過一生。他總結(jié)道：“顯然，歷史證明，旅行和美好品質(zhì)之間沒有關(guān)聯(lián)。人類自身的歷史早已給出了明確的提示：進(jìn)步來自地球上持續(xù)且穩(wěn)定存在的生命，而一項(xiàng)龐大的太空旅行計劃將導(dǎo)致人類進(jìn)入一段新的停滯期?！?/p>

但在某些方面，對簡單生活的渴望也是太空探索的驅(qū)動力之一。宇航員只能和少數(shù)幾個人相處，否則會感到痛苦不安——這是在村莊中更常見的集體生活方式。他們必須像網(wǎng)絡(luò)購物出現(xiàn)之前的人一樣，湊合著用附近的物資，或者自己動手建造。與那些超出接觸范圍的人溝通，也會變得異常緩慢且困難。他們有著嚴(yán)格卻簡單明確的工作時間表。但想實(shí)現(xiàn)任何事都需要掙扎；沒有任何便利可言。與身處信息數(shù)字化聯(lián)通的現(xiàn)代環(huán)境不同，他們的注意力不再會被分散到多個地方，而是集中在當(dāng)下。至少，這是模擬宇航員阿什莉·科瓦爾斯基在SIRIUS 21任務(wù)中的感受。這是一項(xiàng)為期8個月的美俄聯(lián)合“月球任務(wù)”，在莫斯科的一個封閉空間內(nèi)進(jìn)行。

在生物圈2號模擬宇航員大會上，科瓦爾斯基講述了她參與這項(xiàng)任務(wù)的經(jīng)歷，她的演講標(biāo)題為《僅八個月》。這八個月的目標(biāo)是研究隔離對生理和心理的影響。她和隊(duì)友需要定期提供血液、糞便和皮膚樣本，以便研究人員了解他們的壓力水平、代謝功能和免疫系統(tǒng)的變化。研究人員還讓他們進(jìn)行心理測試，探查他們的時間感知能力、認(rèn)知能力以及社交能力的變化。在實(shí)驗(yàn)中，他們必須像宇航員一樣吃東西，狼吞虎咽地吃下西西里比薩凝膠或是漢堡凝膠?？仆郀査够矚g把它們擠到湯中，讓餐食更豐富。借助溫室種植，他們6個人每3周能吃上一頓沙拉。

科瓦爾斯基當(dāng)然懷念自由、美食和朋友，但真正的煎熬卻是隔離結(jié)束后回到現(xiàn)實(shí)世界。她在大會上說，“重返地球，而不是重返大氣層”是最困難的。她不記得如何交朋友，不記得自己的愛好和工作，在處理來自任務(wù)控制中心以外的各種任務(wù)時都感到很困難。在演講后的問答環(huán)節(jié)，臺下的地質(zhì)學(xué)家塔拉·斯威尼對科瓦爾斯基講述那段經(jīng)歷表達(dá)了感謝。斯威尼剛剛結(jié)束南極洲的長期駐留，也不太清楚如何再融入更宜居的、熱情好客的環(huán)境。他們都很想念“地球”，畢竟這才是真實(shí)的世界。但回到現(xiàn)實(shí)總是很難。

盡管考慮了可能面臨的諸多困難，模擬宇航員大會的與會者仍然很樂觀?！拔覀兘酉聛頃ツ睦?？”會議創(chuàng)始人、真正的宇航員沙恩·普羅克特發(fā)問道。這時，觀眾會應(yīng)聲指向天空：“去月球！”

模擬宇航員的工作并不能解決有關(guān)太空旅行最棘手的那些問題——醫(yī)療問題、經(jīng)濟(jì)問題、倫理問題等。當(dāng)所有人都在等待，看看我們是否會離開地球、是否應(yīng)該離開地球時，這些地球上的宇航員雖不能徹底離開，卻仍會繼續(xù)逃離地球。（圖文由《環(huán)球科學(xué)》雜志社供稿）

（摘自2023年12月21日《光明日報》）