星际旅行的新思路

中国科技智库 司 金

从登上飞船就倒头大睡，一觉醒来已到达目的地，太空旅行就像乘坐高铁软卧那样“夕发朝至”，岂不美哉!

但是，怎样才能使宇航员在健康状态下长期熟睡呢？如果人类能像熊一样冬眠几个月，这一问题就迎刃而解了。事实上，美国国家航空航天局、欧洲航天局都在研究控制宇航员“冬眠”的载人深空探测技术。

众所周知，深空探测飞行距离远，动辄数月甚至以年计，宇航员面临长期宇宙辐射、肌肉流失、旅途寂寞等身心健康问题，而飞行中的食品、饮水、氧气等大量的物资消耗也将显著增加任务成本。这些都是限制人类迈向深空的未解难题。

近年来，科学家们发现，与其研究更先进的火箭和飞船，不如通过让宇航员冬眠，使上述难题“消于无形”。首先需要澄清，冬眠不是冷冻，只是通过适当降低体温，使宇航员的新陈代谢变得“迟钝”。

科学家认为，冬眠能力最先出现在第一代远祖哺乳动物——一种生活在6500 万年前的毛茸茸的树栖动物身上，并最终传递给包括人类在内的绝大多数现代哺乳动物。如果这一设想是正确的，那么，冬眠的秘密可能潜伏在人类的基因组里。

美国杜克大学研究冬眠现象的生物学家安妮·瑶德说：“这听起来像科幻小说中才有的情节，但其中包含了绝对的生物学真理。我们运用了各种比较基因组学方法及其他手段来理解动物具有的这种普遍性。本领域几乎所有科研人员都认为，冬眠能力来自哺乳动物的先祖，只不过，现在大多数哺乳动物丧失了这种能力，或者只是没使用它。”

欧洲航天局认为“可控的冬眠是载人太空飞行中一种改变游戏规则的技术”，并且成立了专门从事相关研究的专题小组，希望使其成为现实。日前，专题小组研究了将冬眠技术用于载人探测火星任务的可行方案，设计了初步的航天器冬眠居住模块草图。研究发现，通过宇航员冬眠，航天器的质量可以减少三分之一。和有冬眠习性的动物类似，宇航员在进入冬眠前要先“增脂”以储存能量。之后通过服用一种特殊药物进入“麻木”的冬眠状态，随之舱室的亮度变暗，温度大幅度降低以将宇航员身体“冷却”。一般情况下，从地球到火星需要飞行180 天左右，宇航员需要提前苏醒，度过至少21天的休养期。

整个冬眠居住模块为圆柱形，直径仅有5.9米，高度仅为5.33米，拥有生命保障、居住、储藏、工作等9 个系统隔间，能够满足6 名宇航员的需求。如果不使用冬眠技术，整个居住模块的直径和高度要达到8 米～9 米，体积达到前者的3倍。

科学家希望能在未来20 年实现载人冬眠火星探测。愿景虽好，但拦在路上的重重技术障碍却不可小觑。宇航员冬眠一个月、半年甚至一年后在太空中的某个地方醒来，肯定会感到陌生、震惊和恐惧，心理影响需要消除。更关键的是，怎样保证冬眠技术的安全性？既要绝对保证宇航员准时醒来，又要防止冬眠对宇航员身体造成严重损伤。熊在冬眠时能够回收尿液和蛋白质，有的动物具备恒温唤醒功能，可以根据周围环境温度和心率周期来中断它们的冬眠状态。人类并没有自然冬眠习性，如何解决这些问题还不得而知。

同时，假如所有宇航员都将在很长一段时间内丧失行动能力，整个任务只能依靠航天器自主运行。在宇航员苏醒前，航天器要保障自身绝对安全，这需要人工智能等新兴技术的深度嵌入，解决航天器自主故障检测、隔离、恢复等难题。