“宇宙漫遊”與“殖民火星“很酷,但你又知道宇航員面臨多少死亡威脅?

36氪 於 17/10/2016 發表 收藏文章
楊利偉曾向媒體描述過,自己在執行任務時曾出現長達幾十秒的死亡錯覺:
引用“四周好像有大鼓在不停地敲(火箭拋掉逃逸塔後,發動機與箭體產生的強烈振動),身體彷彿快頂不住了,感覺像是經歷了幾十秒的死亡。還有180°的上下顛倒,幾乎難以忍受。”

而這一次,神州11號將載着兩位宇航員在天宮二號空間站生活和工作33天。在無重力的太空環境下,宇航員的身體會像處在青春期的少年一樣發生各種變化。這就意味着,運動病、細菌感染、太空失明症、心理問題以及有毒塵埃都有可能讓宇航員們直面死亡威脅。

對於航天事業來説,也許一項美國最新的研究結果並不是一個好消息。前幾天,英國《科學報告》一篇來自美國研究團隊的撰文就客觀闡述了執行“火星任務”可能帶來的後果——宇宙輻射或許會對宇航員大腦造成長期損害,嚴重時甚至會導致痴呆。

美國加利福尼亞大學歐文分校的放射腫瘤學教授Charles Limoli帶領自己的團隊研究了宇宙輻射對人類大腦的影響。在美國航天局的支持下,他們在其太空輻射實驗室讓一部分老鼠接受了高能帶電粒子的輻射。

在實驗過程中,研究人員使用了完全電離的氧和鈦離子,這與宇航員在長期太空旅行中受到的宇宙輻射情景很相似。半年後,Limoli團隊竟然發現,這些老鼠的大腦已經出現部分炎症,並遭受了神經元損傷。數據顯示,老鼠神經元上的樹突棘有所減少,進而擾亂了神經元之間的信號傳輸,導致大腦神經網絡功能受損。

以上如果映射到人體身上,這種程度的損傷會導致人類在學習記憶測試中的結果非常令人失望。Limoli表示,這種類似的認知障礙在接受高劑量放射性治療的腦癌患者中很常見。

此外,宇宙輻射還可能影響宇航員升空後的情緒,使他們在太空中更容易出現焦慮,影響人體的“恐懼消退”機制。這裏的“恐懼消退”是指大腦主動抑制恐懼回憶帶來的不悦感受,比如曾差點淹死的人在此這種機制的調節下就會減緩對水的恐懼心理。因此,Limoli認為,這對像電影《火星救援》中那種需要往返火星兩三年的宇航員來説應該是個壞消息:

引用“太空環境對宇航員有一些特別傷害,能造成一系列潛在的神經系統併發症,如記憶衰退、焦慮、抑鬱與決策能力變差等。這些問題會發生在現實的太空旅行過程中,並在旅程結束後持續很長時間,甚至有可能持續終生。”

當然,他們也正在尋找宇宙輻射的相關解決方案,比如,飛船在休息或睡覺區域加強防護,通過服藥減少宇宙輻射的傷害等等。但Limoli強調,那些用於製造航天器的輻射屏蔽工藝絕對不是“終極預防策略”:

引用“目前,沒有任何一項技術能夠阻止這些粒子滲透航天器並影響宇航員的身體及精神健康。”

雖然“火星任務”是這項研究的重點方向,與中國目前正在進行的神州航天任務還隔着一個“月球的距離”。但無論如何,“宇宙輻射”是每一個在太空留下足跡的宇航員不得不面對的殘酷考驗。

此外,隨着2016年4月中國探索火星計劃的正式立項,8月中國火星探測器的首次亮相,2020年中國“火星探測計劃”的正式啟動,我們總是會在未來某個時間點直面這個無法逃避的問題——宇宙輻射等死亡威脅將會給人類“佔領太空”“殖民火星”“入侵月球”等航天任務帶來什麼樣的變故?

比較有意思的是,這一次神州11號的兩位宇航員還有一個非常重要的任務——在天宮二號啟動我國的首次太空腦機交互實驗。這個實驗可將航天員的思維活動轉化為操作指令,並監測航天員的腦力負荷等狀態。也就是説,那些科幻片中航天員無需動口動手,“用腦想想”就能“指揮”各種操作的場景或許將成為現實。

天津大學精儀學院教授明東在接受《中國青年報》採訪時曾指出,航天員在太空環境中,完成複雜作業任務會受到極大的限制。有了腦機交互技術,航天員可以不依賴外周神經和運動系統,將思維活動轉化為操作指令。

同時,該技術也能監測航天員的腦力負荷等神經功能狀態,實現人機的相互適應,減輕作業負荷。從某種程度上來説,這應該是我們能想到的最為理想的人機交互方式。

但問題來了——剛才提到的宇宙輻射如果對宇航員適應太空生活後的“恐懼消退”機制產生不利影響,一旦出現極強的情緒波動,宇航員們是否有足夠的把握通過大腦來操控各項任務?

不過有一點可以確認:腦機交互實驗中的腦力負荷與視功能測試系統可以實時獲取並解析航天員在作業任務時的生理信息變化(與感覺和認知功能相關),這或許對未來一些腦力操作造成的失誤有積極控制作用。

但監測仍然不意味着能解決問題,前沿科技當前最大的意義只是能讓我們對未來更加充滿信心。不管是中國的神州11號的太空之旅,還是馬斯克與貝索斯的火星殖民計劃,其上下求索之路仍然漫長。


資料來源:36Kr

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