最危險(xiǎn)的職業(yè)！長(zhǎng)期生活在太空中的宇航員身上發(fā)生的一些可怕變化

對(duì)人體來(lái)說(shuō)，太空飛行造成最嚴(yán)重影響的器官也許是大腦。

根據(jù)從國(guó)際空間站返回的宇航員身上所提取的數(shù)據(jù)，宇航員在太空面臨的最大問(wèn)題之一是，他們的肌肉和骨骼會(huì)發(fā)生退化。由于微重力環(huán)境下，宇航員不需要像在地面上那樣，經(jīng)常性地用到肌肉——比如站立時(shí)需要使用的背部或腿部肌肉——因此它們會(huì)迅速退化。事實(shí)上，美國(guó)宇航局(NASA)的記錄顯示，有的宇航員在抵達(dá)國(guó)際空間站的短短11天時(shí)間里，肌肉質(zhì)量就萎縮了20%。為了抵御太空環(huán)境中的肌肉和骨骼退化，美國(guó)宇航局啟動(dòng)了“數(shù)字宇航員項(xiàng)目”，使用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來(lái)提高本已十分嚴(yán)格的宇航員訓(xùn)練強(qiáng)度。

此外，當(dāng)宇航員生活在低重力環(huán)境中時(shí)，他們的體液也會(huì)受到顯著影響。人體約有三分之二的成分是水，正如你在很多視頻中看到的，宇航員有時(shí)會(huì)在太空中擺弄懸浮的水滴，失重狀態(tài)下的水的確會(huì)表現(xiàn)出奇特的樣子。雖然視頻看上去很有趣，但這會(huì)對(duì)人體調(diào)節(jié)體內(nèi)重要生理過(guò)程的能力造成嚴(yán)重影響。當(dāng)宇航員初次抵達(dá)國(guó)際空間站時(shí)，他們會(huì)出現(xiàn)類似于普通感冒的癥狀(面部浮腫和鼻塞)，這是因?yàn)樗麄兊捏w液轉(zhuǎn)移到了身體的上半部分。

隨著宇航員的身體漸漸適應(yīng)失重環(huán)境，他們的體液分布會(huì)變得更加均勻，身體也不再需要那么費(fèi)力地去調(diào)節(jié)血壓。雖然這聽(tīng)起來(lái)像是好消息，但事實(shí)證明，它可能帶來(lái)一些非常不利的副作用，比如血容量減少20%，這可能導(dǎo)致心臟功能退化，因?yàn)樗鼙玫难孔兩倭恕?/p>

盡管科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了其他一些有趣的生理現(xiàn)象(比如，一位宇航員無(wú)法流淚，因?yàn)檠蹨I會(huì)凝聚成一個(gè)水球;或是有人失去了味覺(jué))，但對(duì)人體來(lái)說(shuō)，太空飛行造成最嚴(yán)重影響的器官也許是大腦。雖然進(jìn)入太空能夠帶來(lái)一些積極的心理影響(比如“總觀效應(yīng)”，或是從太空俯瞰地球所產(chǎn)生的內(nèi)心平和感)，但通常來(lái)說(shuō)，宇航員總是處于持續(xù)的高壓狀態(tài)。

雖然在失重狀態(tài)下翻跟頭聽(tīng)起來(lái)很好玩，但我們必須考慮到，宇航員生活在充滿未知的高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境中，這意味著，最細(xì)微的錯(cuò)誤也可能關(guān)乎生死。即使做了萬(wàn)全準(zhǔn)備，國(guó)際空間站也曾出現(xiàn)過(guò)一些險(xiǎn)情。

2013年，意大利宇航員盧卡·帕米塔諾(Luca Parmitano)在執(zhí)行太空任務(wù)時(shí)，不得不提前終止太空行走，因?yàn)樗教旆械乃_(kāi)始向頭盔滲漏，險(xiǎn)些將他淹死。帕米塔諾日后回憶起這段經(jīng)歷時(shí)說(shuō)，當(dāng)水開(kāi)始滲漏到頭盔時(shí)，他感覺(jué)自己就像是“魚(yú)缸里的一條金魚(yú)”。

由于液體在微重力環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)方式會(huì)發(fā)生改變(它們會(huì)凝聚成球，四處飄浮)，因此，當(dāng)水滲漏到頭盔后，帕米塔諾一方面要保持呼吸，另一方面還不能讓水進(jìn)入自己的眼睛、鼻子和嘴巴。雖然他最終安全返回了國(guó)際空間站，但他使用的航天服去年再次成為一起類似事故的罪魁禍?zhǔn)?mdash;—一位宇航員為了保命，也不得不提早終止了太空行走任務(wù)。

國(guó)際空間站運(yùn)行初期，曾有一位宇航員在進(jìn)行太空行走時(shí)，身上被附著了一層約2.5厘米厚的有毒冷凍氨。他不得不待在空間站外，繞著地球轉(zhuǎn)了一圈，直至航天服上的冷凍氨蒸發(fā)掉。那原本是一次例行的太空行走任務(wù)，當(dāng)時(shí)，美國(guó)宇航員羅伯特·柯比姆(Robert Curbeam)正在處理空間站的冷卻系統(tǒng)。由于氨的冰點(diǎn)較低，冷卻系統(tǒng)使用了氨。然而系統(tǒng)發(fā)生故障，氨開(kāi)始從管道中泄露，這時(shí)，空間站的每個(gè)人都知道，有麻煩了。三分鐘后，柯比姆成功關(guān)閉了發(fā)生泄漏的閥門，但此時(shí)，他的整個(gè)航天服都被冷凍氨覆蓋住了。據(jù)當(dāng)時(shí)與柯比姆一同執(zhí)行太空行走任務(wù)的另一名宇航員說(shuō)，他當(dāng)時(shí)看起來(lái)就像一個(gè)雪人。

為了把航天服上的有毒化學(xué)物質(zhì)清除掉，柯比姆不得不待在空間站外，繞著地球轉(zhuǎn)了一圈(大約90分鐘)，以便陽(yáng)光能融化那些氨晶體。等到安全返回氣閘內(nèi)之后，他和其他宇航員不得不戴上氧氣面罩約半個(gè)小時(shí)，好讓空間站濾掉內(nèi)部空氣中的毒素。

柯比姆的“驚魂記”也讓人想起了兩位蘇聯(lián)宇航員曾經(jīng)歷的那場(chǎng)險(xiǎn)情。1990年，“和平號(hào)”空間站的氣閘出現(xiàn)故障，兩名宇航員被拒之門外，在氧氣即將耗盡的情況下，他們不得已啟動(dòng)了緊急入艙程序。此前，他們進(jìn)行太空行走是為了修復(fù)返回艙的隔熱層，這個(gè)故障對(duì)他們返回地球造成了威脅。經(jīng)過(guò)五個(gè)小時(shí)的太空行走后，宇航員成功修復(fù)了飛船，這時(shí)他們發(fā)現(xiàn)，空間站的氣閘門未能正常關(guān)閉，艙室無(wú)法增壓。在氧氣已經(jīng)嚴(yán)重不足的情況下，兩名宇航員不得不啟動(dòng)了緊急入艙程序，最終回到加壓艙。不過(guò)，至于他們是如何做到的，蘇聯(lián)方面的記錄仍然是一個(gè)謎。

至于他們是如何做到的，蘇聯(lián)方面的記錄仍然是一個(gè)謎。

1997年，“和平號(hào)”空間站還發(fā)生了其他一些險(xiǎn)情。當(dāng)年2月，用來(lái)制造氧氣的一個(gè)高氯酸鋰罐發(fā)生泄露，空間站隨之起火，好在只過(guò)了一分半鐘，宇航員就將火撲滅了?？蓛H僅幾個(gè)月后，俄羅斯“進(jìn)步號(hào)”貨運(yùn)飛船撞上了“和平號(hào)”空間站的一個(gè)模塊，并在后者身上撞出一個(gè)洞，致使艙室開(kāi)始降壓。這原本很容易演變?yōu)橐粓?chǎng)致命的事故，但得益于宇航員的迅速反應(yīng)(其中有一位是來(lái)自美國(guó)宇航局的訪問(wèn)宇航員)，他們切斷了一些防止艙口關(guān)閉的線纜，成功密封了發(fā)生泄漏的模塊，將其與空間站其余部分隔絕開(kāi)來(lái)，從而化解了這場(chǎng)險(xiǎn)情。

人類在空間站中曾經(jīng)歷過(guò)大大小小許多次事故，以上這些只是其中的一部分而已。這很好地提醒了我們，即便做了最充分的準(zhǔn)備，人為錯(cuò)誤永遠(yuǎn)也都是我們需要考慮的一個(gè)因素。盡管如此，考慮到各方面的情況，如果宇航員感到壓力過(guò)大， 我們也很難去責(zé)怪他們，尤其是要知道，很多宇航員在太空中會(huì)長(zhǎng)期遭受睡眠不足的困擾。(當(dāng)你在國(guó)際空間站上，每天要看到15次日出時(shí)，入眠可能會(huì)變得有點(diǎn)難。)

然而，盡管我們已經(jīng)知道了太空飛行對(duì)人體造成的種種不利影響，這些認(rèn)知全都是基于在短期內(nèi)收集而來(lái)的數(shù)據(jù)(最長(zhǎng)為六個(gè)月)，根本不足以讓我們了解火星之旅(將耗時(shí)一年半以上)可能對(duì)人體造成的影響。為應(yīng)對(duì)這種情況，美國(guó)宇航局去年啟動(dòng)了一項(xiàng)前所未有的實(shí)驗(yàn)——“雙胞胎研究”。它把斯科特·凱利(Scott Kelly)送上國(guó)際空間站，讓他在那里待上一整年，而他的孿生兄弟馬克·凱利(Mark Kelly)則留在地面，研究長(zhǎng)時(shí)間太空飛行對(duì)人體造成的影響。

雖然這項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)一年的實(shí)驗(yàn)的首批成果剛剛開(kāi)始披露，美國(guó)宇航局已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些有趣的現(xiàn)象。首先，一項(xiàng)關(guān)于太空飛行與人體老化關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，斯科特的端粒(DNA中一個(gè)會(huì)隨著年齡增長(zhǎng)而縮短的區(qū)域)在太空飛行期間出現(xiàn)了增長(zhǎng)。研究人員將此歸因于斯科特在太空中做了更多的運(yùn)動(dòng)，以及飲食中的熱量減少了。此外，另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，斯科特返回地球后，其心智能力并未受到明顯影響。

還有一項(xiàng)研究仍在進(jìn)行中，它將對(duì)凱利兄弟進(jìn)行完整的基因組測(cè)序。研究人員在他們各自的基因組中發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)獨(dú)特的突變(這在意料之中)，與此同時(shí)，研究人員還發(fā)現(xiàn)，凱利兄弟體內(nèi)大約有20萬(wàn)個(gè)RNA分子呈現(xiàn)出不同的表達(dá)方式。這是否表明，斯科特在國(guó)際空間站期間激活了某種“太空基因”，我們還有待觀察。

數(shù)十年來(lái)，登陸月球和火星的載人太空任務(wù)第一次被提上日程，在這種情況下，了解如何在太空這個(gè)最后的疆界中生存，就變得比以往任何時(shí)候都更加迫切。得益于數(shù)十位宇航員多年來(lái)的開(kāi)拓性工作(他們成為了地球軌道上的“小白鼠”)，如今，對(duì)于如何在微重力環(huán)境下生存，我們已經(jīng)了然于心。載人火星任務(wù)將帶來(lái)一系列新的生理挑戰(zhàn)(比如輻射的威脅)，但如果沒(méi)有這些初步性的實(shí)驗(yàn)，火星之旅是不可能實(shí)現(xiàn)的。在微重力環(huán)境下生存始終是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，但有了不斷進(jìn)步的技術(shù)，以及在地球和近地軌道所學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，人類演進(jìn)為跨行星物種的可能性將超過(guò)以往任何時(shí)候。