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3女3男“宇航员”进入封闭舱,122天后出来,结果令人担忧

2021-11-24  火星科普

在目前的月球表面上,唯一在运行的人造物体是我国的嫦娥四号着陆器,以及能在月球表面上行驶的玉兔二号,它们在月球背面上已经正常运行了将近3年的时间。

在我国的嫦娥五号成功在月球上采样返回地球之后,我们又有了更宏大的目标,那就是把人送上月球。我国航天人正在全力攻克载人登月技术难关,预计在2030年之前,我们就有望踏上月球表面。

与此同时,美国宇航局(NASA)也在打算重返月球。50多年前,NASA的阿波罗登月计划把12位宇航员送上了月球。这一次,NASA的阿尔忒弥斯计划又计划在2024年左右把人送上月球,其中将会包括第一位登月的女宇航员。

月球在38万公里之外,太空飞船从地球飞到月球需要大约三天的时间。再加上在月球上的停留时间和返回时间,一次载人登月任务的持续时间至少要超过一周,这对于训练有素的宇航员而言不是问题。

考虑到月球上有丰富的矿产资源,以及人类梦寐以求的完美可控核聚变燃料——氦-3,未来人类将会在月球上建造永久基地,宇航员将需要长期生活在月球上,时间可能长达数月甚至更久。

如果人类未来还要飞向更加遥远的火星,其距离至少为5500万公里,宇航员将需要在太空飞行长达半年才能到达火星。到了那里之后,宇航员也不能马上回来,因为火星与地球的相对位置在不断变化,只有等到两年后的下一个时间窗口,宇航员才有机会返回地球。

人类只在400公里高的近地太空中长时间待过,如果未来要长时间生活在月球或者火星等外星世界上,长期与地球上的人分离,这会对宇航员造成什么影响呢?

对此,美俄开展了“天狼星计划”,在地球上模拟长期的太空飞行任务,观察“宇航员”在任务中的生理和心理变化。在天狼星-19的任务中,三位女性与三位男性与世隔绝,开展了为期122天的模拟载人登月任务。

天狼星-19乘组包括航天工程师、精神病学家、飞行工程师、上过太空的宇航员,年龄在30至55岁之间。他们进入专门建造的试验舱中,与外界隔绝开来。整个模拟尽可能按照真实的登月流程进行。

六位“宇航员”先是乘坐“飞船”飞向月球,这个过程耗费了几天的时间。飞船进入月球轨道,绕月飞行,宇航员仔细观测月表,选择登陆地点。接着,四位宇航员乘坐登月舱登陆月表,另外两位宇航员留在轨道舱上,继续绕月飞行。登陆月球后,宇航员走下登月舱,踏上月球表面,在月球上开展一系列科学实验。

在此期间,宇航员一直待在封闭舱中,不能与外界有直接往来。每30天,就有一架运送物资的无人太空飞船到达月球轨道,给宇航员带来补给。宇航员可以与地球上进行通信,但在时间上有延时。在模拟期间,参与者将会进行79项心理和生理实验。

根据《生理学前沿》(Frontiers in Physiology)杂志刊载的一项新研究[1],参与者的情况让人担忧。一开始的几天,飞行乘组的士气很高,与飞行控制中心保持密切通信。然而,随着太空飞船的远去,通信渐渐有了延迟,情况出现了变化。

宇航员慢慢地减少与飞控中心的通信,无论是次数,还是时长,都有了明显的减少。通信延迟导致通信变得困难,这让宇航员“脱离”任务控制,更多地自主开展飞行任务。

科学家还发现,男性和女性在沟通方式上存在一些差异。女性更多地表现出喜悦和悲伤的情绪,相比之下,男性在讨论新问题时更容易表现出愤怒的情绪。

但随着飞行任务临近尾声,上述的脱离现象得到了缓和,宇航员的情绪变得更加积极一些,与飞控中心的通信也多了起来。但相对而言还是很少,通信频率和时长仅为任务之初的十分之一。

由此可见,如果未来人类要前往月球和火星,开展长期的太空任务,宇航员的身心健康需要密切关注。长时间与地球分离,无疑会对宇航员的身心健康造成不小的影响。

这样的模拟实验还在继续,天狼星-21任务已于本月开始进行,新一批三男三女飞行乘组参与此次任务。这一次持续时间延长一倍,达到了8个月。六位参与者在经历大约240天的与世隔绝生活后,最终又会变得怎样,让我们拭目以待。

参考文献

[1] Natalia Supolkina, Anna Yusupova, Dmitry ShvedExterna, et al. Communication of Autonomous Crews Under Simulation of Interplanetary Missions, Frontiers in Physiology, 2021, DOI: 10.3389/fphys.2021.751170.

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