一路“冬眠”到火星

奎鵬

今年是“火星年”，包括咱們中國在內(nèi)的很多國家都會有“大動作”！那么現(xiàn)在問題來了，以現(xiàn)有的技術(shù)，往返火星至少需要500天的時間，宇航員會面臨長時間的宇宙輻射、肌肉流失、旅途寂寞等身心問題，而且飛行中的食品、飲水、氧氣等大量物資消耗也難以找到理想的解決辦法，這讓科學(xué)家們十分頭疼。

能不能像科幻電影中那樣，宇航員登上飛船后就倒頭大睡，一覺醒來已經(jīng)到達(dá)目的地或者離目的地不遠(yuǎn)了？咱們完全可以把太空旅行想象成坐火車臥鋪那樣！還別說，一些科學(xué)家已經(jīng)開始研究了——他們想讓宇航員像冬眠的動物一樣，一路“睡到火星”去。這種方案可行嗎？

冬眠聽起來很酷

火星之旅路漫漫。這么長時間所需要的飲食、氧氣，及廢棄物處理是個很大的問題。有科學(xué)家估算，宇航員每天大約需要1.75千克的食品、2.2千克的飲用水，同時每天消耗的氧氣還需要電解0.9千克的水。另外，1.6千克的排尿量、0.5千克的排便量等也不得不考慮。

盡管在飛行器上，部分蔬菜可以種植，水、氧氣及一些廢棄物也可以實現(xiàn)循環(huán)利用目前人類已經(jīng)在空間站及航天器中實現(xiàn)了這些技術(shù)但是宇航員去火星時間太久，這些物資的供應(yīng)及廢棄物的處理依舊面臨著巨大的挑戰(zhàn)。另外，宇航員還難以擺脫肌肉萎縮、太空輻射等困擾。

讓宇航員“冬眠，能不能解決這些問題呢？很多人看到要讓宇航員冬眠，就以為是將其冷凍，其實不是的?？茖W(xué)家只是計劃通過適當(dāng)降低體溫，讓宇航員進入冬眠狀態(tài)。我們都知道，為了躲避低溫環(huán)境和食物緊缺的困擾，很多動物都會冬眠。比如，冬天一到，刺猬就縮進泥洞里，蜷著身子不食不動，幾乎不怎么呼吸，心跳也慢得出奇一每分鐘只跳1～10次。

動物冬眠以后，它們的新陳代謝會變得非常緩慢，帶來的最大好處就是能量消耗減少。正是冬眠動物的這種特點給了科學(xué)家靈感，他們希望冬眠的方式能夠解決宇航員去火星時間太長的難題。宇航員如果冬眠的話，會有哪些好處呢？

不需要那么多食物

進入冬眠狀態(tài)，人的代謝水平會大大下降，就不需要吃那么多東西了，對物資的需求自然大大降低。

不用那么多活動空間

可以減少宇航員對活動空間的需求，設(shè)計火星飛船的時候，就能縮小它的體積。這就會降低火星飛船的研制和發(fā)射成本，也有利于增強火星飛船的防輻射功能。

不再那么孤單

可以減少長期失重對宇航員造成的一系列生理上的影響，他們長時間執(zhí)行任務(wù)中的心理孤獨感也能夠得到緩解。

不是睡一覺這么簡單

小讀者發(fā)現(xiàn)了嗎？在有些科幻電影中，已經(jīng)出現(xiàn)過宇航員冬眠的畫面了。2019年初上映的國產(chǎn)科幻電影《流浪地球》中，到了危急時刻，宇航員就會立刻進入休眠倉休息，以度過危險期，這里就有冬眠技術(shù)的影子。目前，科學(xué)家們正在計劃把這些科幻畫面變成現(xiàn)實。

和有冬眠習(xí)性的動物類似，宇航員在進入冬眠前要先“增脂”，以儲存能量，之后通過服用一種特殊藥物進入“麻木的冬眠狀態(tài)，隨后，艙室的亮度變暗、溫度大幅度降低，宇航員身體被“冷卻”但是，在漫長的旅途中，宇航員需要提前蘇醒，度過一段時間的休養(yǎng)期。我們來總結(jié)一下宇航員冬眠的準(zhǔn)備步驟吧！

第1步使用鎮(zhèn)靜劑放松肌肉，避免移動。

第2步通過散熱墊和一種由鼻子吸入的冷卻液，使人體由內(nèi)而外降溫，直至將人的體溫降低到約5攝氏度，從而減少50%～70%的細(xì)胞活性和代謝速率。

第3步通過靜脈滴注提供人所必需的營養(yǎng)來維持生命。

一位宇航員每次可以休眠14天，然后清醒2～3天換班，以滿足其他宇航員的休眠需求。當(dāng)宇航員處于冷凍休眠狀態(tài)時，身上將掛滿各種傳感器，讓其他清醒的宇航員隨時監(jiān)控他們的狀態(tài)。

想要冬眠不容易

想法有了，但是攔在路上的很多技術(shù)障礙需要一一突破。首先，人類還沒有完全搞清楚動物冬眠的機制，也無法通過技術(shù)手段實現(xiàn)完全和動物一樣的冬眠。

另外，在演化的道路上，冬眠動物已經(jīng)形成了十分完善的冬眠和蘇醒狀態(tài)之間的自動調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換機制。有冬眠習(xí)慣的動物是通過“恒溫喚醒”的辦法從冬眠中蘇醒過來的。也就是說，當(dāng)春天來臨時，溫度足夠高，動物就會自己醒來。而宇航員并沒有這種本能，這就需要一個喚醒宇航員的裝置，這在技術(shù)上是一道需要逾越的難關(guān)。否則，把送往火星的宇航員冬眠了，到時候他們卻無法順利醒來，這樣損失可就大了！

不過，很多科學(xué)家都非常有信心，我們來看一個故事：2006年10月，一個名叫打越三敬的35歲日本人和同事一起出外燒烤時，和同事走散，跌落到一處雪山下，摔壞了臀部。之后，他陷入了冷凍昏迷狀態(tài)，在雪山中睡了24天。被救援人員發(fā)現(xiàn)時，醫(yī)生確定他的新陳代謝幾乎處于停滯狀態(tài)。但隨后，他在神戶的一家醫(yī)院蘇醒了過來。這次事件讓科學(xué)界認(rèn)為，只要找到合適的方式，人類冬眠是可以實現(xiàn)的。不過這需要一定的時間，不是目前可以完成的。

當(dāng)然了，還有的科學(xué)家認(rèn)為冬眠并不一定就是最為理想的方案，因為他們擔(dān)心冬眠會影響到宇航員的健康。他們建議，研制飛行速度更快的飛行器，比如核動力火箭和飛船?，F(xiàn)在的常規(guī)火箭，飛行速度為每小時2萬公里，而核動力火箭有望達(dá)到每小時8萬多公里。如果研制成功，去火星單程的旅途能夠縮短到一兩個月，宇航員的物資消耗、長時間太空輻射等問題都將得到解決，也就用不著冬眠了。不過現(xiàn)在，核動力火箭和飛船也還有一些技術(shù)難關(guān)需要跨越。

不管哪一種方案，都預(yù)?？茖W(xué)家成功，我們等著人類前往火星的好消息！