人类在太空中能呆多久 □ 刘洪波

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人类是否适合航天,这是一个与生物钟相关的问题。这问题乍看似乎是伪命题,但细想未必就是伪命题。





今天,航天已不是梦想。从航天器绕地飞行,到空间站在轨运行,人类已经完成许多次航天活动,实现了包括登月在内的太空壮举,在空间站连续工作生活的个人纪录达到近一年,累积太空飞行时间的个人纪录达到879天,太空中出舱活动停留时间纪录约9小时。





然而,迄今为止,人类最远的足迹还只在地月系,行星际旅行尚在展望之中,恒星际空间、恒星系空间、星系际空间仍然只可仰望。地球引力作用半径约93万公里,从地理位置来说,人类已经迈出了地球;从引力来说,人类却还没有离开地球。就是如此近距离的太空活动,航天员的生命保障系统也费尽脑子,生物钟仍然大受影响。





有报道说,航天员脑电图显示,飞行第一个晚上睡眠很差,第二个晚上感到疲劳,平均睡眠仅5.3小时。人类感知时间的信息来源可分为三方面:一是生物节律信息,也即“内生物钟”;二是空间物理节律信息,如地球昼夜节律、季节节律、温度变化、地球磁场等;三是社会时间信息,如喧闹与沉静的节律、作息的节律等。在载人航天环境下,即使“内生物钟”起作用,但空间物理节律发生改变,社会时间信息基本缺失,人的机体节律和行为节律也受到很大影响。





失重状态下,心肺节律也产生变化。阿波罗登月航天员在舱外活动和返回地球后,均出现严重心律失常,国际空间站和航天飞机乘员也发现心脏节律显著异常,因心律失常而缩短空间站行程的事发生过多次。因空间环境改变,航天员会发生体温节律延迟、睡眠节律紊乱、内分泌代谢改变、行为机警性降低等现象。





为了尽量使航天员保持“与地球相似”的生物钟,载人航天需要在90分钟左右一个昼夜周期的飞行舱内进行光干预,即通过光照强度、时段、光谱、空间分布等诸多设计,重建24小时一昼夜的地球近日节律。航天员的饮食安排,不仅要考虑营养、消化和排泄的特殊情形,还要作为授时因子起到时间参考作用。作息安排、座舱气压、温度湿度等都作为“制度”来执行。此外,长期处于狭小密闭空间的孤独感、失重辐射等带来的身心不适,都可能扰乱生物钟,也都需要干预。





从生物特性上说,人属于地球,也属于社会。就其属于地球而言,人与地球环境,包括大气环境、生物环境、自然环境、电离环境、地磁环境天衣无缝地融合在一起,人是地球的造物,一旦离开地球,就体会到“在家千日好,出门一时难”。就其属于社会而言,平时我们不以为意的“社会环境”,比如亲友、同事、单位、社群等等人际关系,都像空气一样,滋养了我们,一旦离开,没有噪音,没有扰攘,没有从起床上班到下班回家的一切“烦忧”,陷入离群索居的环境中,也就相当于被关禁闭。





遥远的星际旅行,离开地球甚至离开太阳系的旅行,还只存在于科幻世界。在一些关于星际旅行的影视作品中,飞船上有人值班,不值班的则被冷冻或冷藏起来,以节约“寿命”,同时减少飞船上的消耗,飞船被定义为一种单纯的交通工具。然而,如果真要进行星际航行,飞船就不只是交通工具,还是生活现场,要解决生养延续问题、“社会生活”和“社会建制”问题,否则,值班的人独自面对辽远的星空和漫漫的黑暗,是会发疯的。





寿命,是人的一种大节律、大生物钟。目前,人的平均寿命约在80岁。除非有巨大的技术突破,80年不足以进行任何以生存为指向的宇宙航行,而且,一个以地球为家园、以地球为生存前提的生命,一旦彻底离开地球环境,被投放到没有地心引力、地球磁场,甚至没有返回希望的处境里,驶向不知际涯也不知彼岸的所在,他的生物钟就崩溃了。





人与地球的关系,绝不只是地球为人提供了环境这么简单,而是地球制造了人、演化了人,同时人参与了地球的演化。就此而言,人类并不合适在地球之外活动,如果地球之外有适合人类的地方,那里可能会演化出人,但更加可能的,是演化出另外一种智慧生物形态,他们未必呼吸我们这种大气、适应我们这种温度。就现在人类所看到的来说,地球是唯一的,而“宇宙之大足以产生无数多个类似地球的星体”只是一种信念,以及概率论基础上的猜测。





我们的生命形式、寿命长短乃至分子结构,都是为了在地球上生存,而不是能够在地球之外的地方生存。因此,踏入太空而渴望回家,不只是情感寄托,还是生命本能,甚至是一种分子学上的机制和基因策略,生物钟在航天时的紊乱,终究需要回到地球才会完全恢复正常,这与在地球上飞行要倒时差,不是同一个数量级的关系。