“冬眠”技術或顛覆未來太空旅行

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在科幻電影《流浪地球》中，領航員空間站中的宇航員們可以在危機時刻休眠。其實，這並非只是一個幻想，而是全球宇航員的真實願望，從登上飛船就倒頭大睡，一覺醒來已到達目的地，太空旅行就像乘坐高鐵軟卧那樣“夕發朝至”，豈不美哉！

但是，怎樣才能使宇航員在健康狀態下長期熟睡？如果人類能像熊一樣冬眠幾個月，這一問題就迎刃而解了。事實上，美國國家航空航天局（NASA）、歐洲航天局（ESA）都在研究控制宇航員“冬眠”的載人深空探測技術。

日前，ESA就提出了一個從地球一路“睡到”火星的載人探測概念。那麼，宇航員冬眠究竟有什麼好處？又面臨哪些困難呢？

冬眠技術有助於破解深空探測難題

眾所周知，深空探測飛行距離遠，時間動輒數月甚至以年計，宇航員面臨長期宇宙輻射、肌肉流失、旅途寂寞等身心健康問題，而飛行中的食品、飲水、氧氣等大量的物資消耗也將顯著增加任務成本。這些都是限制人類將足跡邁向深空的未解難題。

近年來，科學家們發現，與其研究更先進的火箭和飛船，不如通過讓宇航員冬眠，使上述難題“消於無形”。

首先需要澄清的是，冬眠不是冷凍，只是通過適當降低體温，使宇航員的新陳代謝變得“遲鈍”，這帶來的第一個好處就是物資消耗減少。同時，冬眠的宇航員不需要太大的活動空間，整個航天器的體積和質量可以大幅度減小，輻射防護的技術難度顯著降低，節約整個任務的能源消耗、成本投入。更重要的是，冬眠能夠消除宇航員執行任務中的緊張感和孤獨感，而且冬眠的宇航員幾乎不會出現肌肉流失。

將冬眠技術用於載人探測火星任務

歐洲航天局（ESA）認為“可控的冬眠是載人太空飛行中一種改變遊戲規則的技術”，並且成立了專門從事相關研究的“專題小組”，希望使其成為現實。日前，專題小組研究了將冬眠技術用於載人探測火星任務的可行方案，設計了初步的航天器冬眠居住模塊草圖。研究發現，通過宇航員冬眠，航天器的質量可以減少三分之一。

根據ESA提出的方案，和有冬眠習性的動物類似，宇航員在進入冬眠前要先“增脂”以儲存能量。之後通過服用一種特殊藥物進入“麻木”的冬眠狀態，隨之艙室的亮度變暗、温度大幅度降低以將宇航員身體“冷卻”。一般情況下，從地球到火星需要飛行180天左右，宇航員需要提前甦醒，度過至少21天的休養期。

根據ESA公佈的草圖，整個冬眠居住模塊為圓柱形，直徑僅有5.9米，高度僅為5.33米，擁有生命保障、居住、儲藏、工作等9個系統隔間，能夠滿足6名宇航員需求。如果不使用冬眠技術，整個居住模塊的直徑和高度要達到8—9米，體積達到前者的3倍。

宇航員冬眠面臨多重技術難題

ESA希望能在未來20年實現載人冬眠火星探測。願景雖好，但攔在路上的重重技術障礙卻不可小覷。

宇航員冬眠一個月、半年甚至一年後在太空中的某個地方醒來，肯定會感到陌生、震驚和恐懼，心理影響需要消除。

更關鍵的是，怎樣保證冬眠技術的安全性？既要絕對保證宇航員準時醒來，又要防止冬眠對宇航員身體造成嚴重損傷。熊在冬眠時能夠回收尿液和蛋白質，有的動物具備恆温喚醒功能，可以根據周圍環境温度和心率週期來中斷他們的冬眠狀態。人類並沒有自然冬眠習性，如何解決這些問題還不得而知。

同時，假如所有宇航員都將在很長一段時間內喪失行動能力，整個任務只能依靠航天器自主運行。在宇航員甦醒前，航天器要保障自身絕對安全，這需要人工智能等新興技術的深度嵌入，解決航天器自主故障檢測、隔離、恢復等難題。