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星际旅行不再是梦 电影中冬眠技术即将实现

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摘要:据大众科学网报道,在人类前往其他行星旅行之前,有个问题需要解决:在长达数月乃至数年的星际旅行期间,宇航员如何打发他们的时间?或许假死可以帮助我们在漫长的星际旅行期间存活下来,但依然无法确保我们能够活到120岁。在电影太空旅客》(Passengers)中,星舰“阿瓦隆”号上搭载着5000多人,他们需要经历120年的星际飞行到达名为Homestead II的新世界。在星舰发射前,所有人都进入“休眠舱”。在这里,通过药物和环境控制,让人们进入假死状态。实际上,在100多年的长途跋涉中,除了4个月的清醒时间,他们都要在睡眠中度过。

星际旅行不再是梦 电影中冬眠技术即将实现
在电影《太空旅客》的星舰“阿瓦隆”号上,乘客和宇航员在120年的星际旅行期间几乎全部在睡眠中度过,只有4个月时间保持清醒

如今,人类还没有准备好进行吉姆·普雷斯顿(Jim Preston,克里斯·普拉特(Chris Pratt)饰)与奥罗拉·莱恩(Aurora Lane,詹妮弗·劳伦斯(Jennifer Lawrence)饰)那样的星际旅行,但这种科幻冬眠技术实际上已经立足于今天的现实。美国宇航局正提供资金,帮助SpaceWorks Enterprises深入研究。后者的目标是让宇航员进入人为冬眠状态,以度过类似《太空旅客》中的星际旅行。

美国宇航局有自己的登陆火星计划,目标是在2030年左右将人类送上火星。SpaceWorks Enterprises总裁、首席运营官约翰·布拉德福特(John Bradford)认为,冬眠技术可以在进行首次火星之旅前准备完成。

星际旅行不再是梦 电影中冬眠技术即将实现
图:SpaceWorks认为,依靠这样的冬眠仓,将来宇航员将前往火星以及更远的太空中

工作原理

要想实现人为冬眠,SpaceWorks Enterprises可能要将人的核心温度降至32摄氏度,然后帮助其镇定下来,包括阻止因寒冷身体自然发抖。医院已经在使用这种技术,当病人受到创伤性损伤,比如心脏骤停,由于缺少血液流通而需要更多时间治疗时,就可以利用名为“治疗性体温过低”或“有正对性体温管理”的方法。

降低体温会让病人进入类似无意识状态,以此作为神经保护剂。由于血液流动变缓,会导致缺氧和其他营养物质,为此降低体温可减缓新陈代谢率,降低诱发缺血性损伤的危险。然而,病人通常只会保持这种状态几天时间,最长的纪录是在中国创造的,保持了14天。结果显示,对患者没有造成持续性或负面影响。布拉德福特认为,SpaceWorks Enterprises可以利用当前技术,将健康人类的冬眠时间大幅延长。

星际旅行不再是梦 电影中冬眠技术即将实现
图:这可能是登陆火星任务中,宇航员的冬眠时间表

布拉德福特承认:“这项技术比听起来更接近现实,但是依然存在很多问题,还需要进一步开发。星际旅客不需要像电影中那样处于长期冬眠状态,他们可以交错的方式进行,比如冬眠2周后清醒过来,恢复几天后再次冬眠,并不断重复这个循环。我们的医疗团队更关注一个循环能够持续的时间,因为复苏期似乎不会造成任何持续性或长期影响。”

在《太空旅客》中,计算机会监控星舰的各种功能。但在现实情况中,布拉德福特说,总是至少需要1人保持清醒状态,以在最初测试时照料船员和飞船系统。随着技术进步,SpaceWorks Enterprises很可能延长冬眠的持续时间,直到宇航员们在整个火星之旅中都保持冬眠状态。当宇航员陷入无意识状态时,一条充满营养液的静脉导管会维持他们的生存所需。

星际旅行不再是梦 电影中冬眠技术即将实现

图:SpaceWorks的目标是设计更小的太空船,更有效地利用空间,图中中间部分就是冬眠模块

与制造和运营“阿瓦隆”号星舰的Homestead Company不同,SpaceWorks Enterprises无法阻止人类衰老或延长人类寿命。为此,“阿瓦隆”号上的乘客离开地球到达新世界时,他们实际上已经增加了120岁。但是这项技术可以帮助长期太空飞行变得更高效。由于“阿瓦隆”号的体积与泰坦尼克号差不多,SpaceWorks Enterprises正积极努力减少每个人在太空船上所占的空间面积。

如果宇航员处于睡眠状态,投资在生活区、日常用品以及食物等方面的所需资源就越少,更多资源可被投入到加速飞创速度和保护船员方面,比如更厚的辐射屏蔽。布拉特福德说:“我们这样做的目的并非为了减少食物和人类所需其他资源消耗,而是减少每个人占据的空间。”SpaceWorks Enterprises认为,他们可以将美国宇航局太空船的体积缩小52%到68%。更小的太空船可以更少的成本探索宇宙,反过来,也可以帮助我们更接近实现星际探索。

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