飛往火星模擬實驗揭秘

□□據(jù)中國載人航天工程網(wǎng)2010年6月25日的消息稱，人類首次模擬火星載人飛行實驗——火星－500自正式啟動以來，已進(jìn)行了3個星期，6名志愿者逐漸適應(yīng)了艙內(nèi)生活，其中的中國志愿者王躍狀態(tài)良好。

火星－500于2010年6月3日在俄羅斯莫斯科國家航天基地正式啟動，來自中國、俄羅斯、意大利和法國的6名志愿者將在莫斯科生物醫(yī)學(xué)問題研究所（IBMP）的火星飛船模擬實驗艙里生活520天，體驗“火星之旅”。在這段時間里，他們見不到陽光，沒有新鮮空氣，也不能與外界直接聯(lián)系。這項任務(wù)將探索長期太空飛行對人體產(chǎn)生的影響，以及6名志愿者是否能在心理和生理不出現(xiàn)問題的情況下在一個受限的空間里生活足夠長的時間。

火星飛船模擬實驗艙

1 航天史上最長的隔離試驗

參與火星－500計劃的志愿者將經(jīng)歷的“旅行”與真正飛往火星的旅行非常相似。據(jù)科學(xué)家估計，利用現(xiàn)有技術(shù)往返火星大概需要520天，前250天飛往火星，在這顆紅色行星上停留30天后，再用240天返回地球。

6名志愿者把他們在未來520天要居住的狹窄管狀系統(tǒng)稱作“圓筒”，里面是跟“國際空間站”上的居所非常類似的小型居住區(qū)。6名參與者都有自己的私人空間，不過僅有3m2，里面有一張小床、一張桌子、一把椅子和存放個人物品的架子。墻上貼著蘇聯(lián)航天傳奇人物的海報，其中一面墻上貼的是進(jìn)入太空第一人尤里·加加林，畫面中的他正沖著人們微笑。

▲ 模擬實驗艙內(nèi)的私人空間

▲志愿者試穿航天服

2 為將來登陸火星作準(zhǔn)備

研究人員希望，這項耗資1500萬美元、由歐洲航天局和俄羅斯聯(lián)邦航天局共同資助的項目，最終能使人類火星探索任務(wù)成為現(xiàn)實。他們稱其為一項“創(chuàng)造歷史的實驗”。為了火星-500計劃，研究人員甚至在一個艙內(nèi)用沙子、石頭模擬火星表面惡劣的環(huán)境，并用便宜的裝飾燈模擬天上的星星。

參與火星－500計劃的6名志愿者在實驗期間要嚴(yán)格遵守規(guī)定：在18個月里不能接觸新鮮空氣，看不到陽光，甚至也不能與外界進(jìn)行任何直接聯(lián)系。與外面的無線電交流會像真正的火星任務(wù)一樣延遲20min。他們甚至無法選擇自己想吃的食品，每一頓飯都由德國埃爾蘭根大學(xué)的一個醫(yī)療小組根據(jù)維生素和熱量的測試結(jié)果給他們搭配。如果志愿者不能嚴(yán)格按照這一規(guī)定吃東西，他們可能會在任務(wù)結(jié)束前吃光所有口糧。

德國埃爾蘭根大學(xué)的分子醫(yī)學(xué)專家延斯·蒂澤負(fù)責(zé)6名志愿者的營養(yǎng)情況。除此以外，他還將研究地球上不會出現(xiàn)的一種現(xiàn)象：在前3個月的實驗過程中，他會對一種自然雄性的周期性進(jìn)行深入研究。月球運轉(zhuǎn)周期會對雄性激素的分泌情況產(chǎn)生影響。研究人員希望弄清楚，激素水平的變化是否會改變一個人的心態(tài)或心情。為了查明這個問題，實驗期間會有20多名心理學(xué)家24h不間斷地監(jiān)視火星－500志愿者的行為。蒂澤還將調(diào)查導(dǎo)致人的血壓升高的原因。以前人們認(rèn)為，吃太多鹽會導(dǎo)致高血壓，科學(xué)家將借助這次實驗來檢驗這一說法是否屬實。

3 人類行為難以預(yù)測

當(dāng)然，火星－500任務(wù)并不能模擬載人飛行的所有方面。志愿者們并不會暴露在宇宙射線環(huán)境下，也不會長期受到零重力影響。這項實驗的目的是了解人類面對長時間太空飛行的極端影響將如何作出反應(yīng)，以及如何應(yīng)對長時間與世隔絕的狀態(tài)。

在執(zhí)行長期航天任務(wù)時，人類本身就是一個不可預(yù)知的危險因素。在1967年阿波羅－7任務(wù)中，指令長并沒有按照任務(wù)控制中心的命令行事，而是與任務(wù)控制中心工作人員發(fā)生爭吵，機組人員集體“造反”，他們甚至拆掉了用于測量生命體征的傳感器。

1988年，蘇聯(lián)航天員穆薩·馬納羅夫和弗拉基米爾·蒂托夫在登上和平號空間站1年多之后，創(chuàng)造了一項在太空逗留時間最長的世界紀(jì)錄，然而兩人之間的關(guān)系卻并不友善。這種緊張關(guān)系讓地面任務(wù)控制人員非常擔(dān)憂。經(jīng)過診斷發(fā)現(xiàn)，兩位航天員在軌道工作時性格發(fā)生變化。通過無線電與他們的妻子深入溝通之后，兩人才變得通情達(dá)理起來。

1999年，在俄羅斯生物醫(yī)學(xué)問題研究所參加一項隔離實驗的志愿者發(fā)生了斗毆事件。起初，2名俄羅斯志愿者廝打在一起，隨后第3個人也卷了進(jìn)來，其中一位男性強行親吻一名加拿大女性，他所謂的“文化差異”最終被定性為一種性騷擾。

研究人員自然不希望火星－500任務(wù)的志愿者彼此間拳腳相加。在大約6000名申請者中，與那些喜歡拳擊等激烈運動的申請者相比，將釣魚等較為安靜的活動作為業(yè)余愛好的申請者更有可能被選中。為了這項模擬實驗順利進(jìn)行，歐洲航天局和俄羅斯聯(lián)邦航天局最后決定不讓任何女性志愿者參與。

▲中國志愿者王躍在野外生存訓(xùn)練時搭建帳篷

▲模擬實驗艙內(nèi)的居住區(qū)

▲模擬實驗艙內(nèi)的中國志愿者王躍正在進(jìn)餐

4 如何打發(fā)空閑時間

除了私人空間、衛(wèi)生間和沐浴不在監(jiān)視之列，火星－500項目參與者必須一直處于被監(jiān)視之下，40多個攝像頭將負(fù)責(zé)對模擬實驗艙內(nèi)志愿者生活的方方面面進(jìn)行監(jiān)視。此外，一組俄羅斯心理學(xué)家也將一天24h待命，在需要的時候?qū)χ驹刚哌M(jìn)行心理干預(yù)。如果到了不得不直接干預(yù)的地步，這項實驗將被中止。在實驗期間，如果有志愿者受傷或者患病，模擬實驗艙內(nèi)的醫(yī)生斯莫萊耶維斯基會依照來自“地球”的治療建議進(jìn)行處理。

此外，志愿者還將模擬長期零重力飛行時出現(xiàn)的肌肉萎縮。在志愿者“登陸”火星前，斯莫萊耶維斯基以及其他兩位參與者將呆在“床”上30天。這里所說的“床”是指一些特制的盆，放置時略微傾斜。與在地球上相比，有更多血液流向“床”上志愿者的大腦。

斯莫萊耶維斯基說：“我鉆研航天醫(yī)學(xué)已經(jīng)有12年時間了。對我來說，這是一個好機會，可以親自體驗我學(xué)到的很多東西?！彼J(rèn)為自己在整個模擬過程中并不會感到無聊，他的新室友王躍會幫助他打發(fā)時間?！巴踯S已經(jīng)向我們承諾，會好好利用這段時間，他很愿意教我們大家學(xué)習(xí)中文。”■