@ 2015.08.25 , 23:03
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如何实现在冬眠中进行深度太空旅行

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对于把人类送上火星以及更远处,长期低温睡眠和冬眠也许会是关键。但鉴于研究和资金上的顾虑,它可能先出现在你附近的水疗馆里。

我们的身体并不是为太空而生的。

这个消息对科幻迷来说令人心碎,但也是不言而喻的事实。我们的身体在飞越星辰大海中需要太多的维护,太空缺少我们需要稳定供应的这些东西——也就是水、食物和氧气。我们渴望温暖,但在深度空间里可没有,那里的平均温度是零下270度。

即使我们能无需给养生存在冰冷的真空里,没有娱乐和活动空间估计也会把我们逼疯了。2013年,俄国为期17个月太空飞行模拟的参与者在狭小宿舍里变得抑郁嗜睡,他们严重渴求隐私,而且经常漏掉对真正的太空飞行至关重要的锻炼。

确保太空旅行者在长期飞行中保持健康积极是一个两部分的拼图:货物和重量。食物、水、锻炼器材和电视机都很重,燃料昂贵而不稳定,你带进太空的重量越大,需要的燃料也越多。

但航空工程师相信他们已经找到了解决问题的关键:沉睡吧,太空旅行者们。

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新时代的旧主意

《异形》中的Weyland-Yutani公司管理层处置杀人太空怪兽的方法也许是误导性的,但他们知道如何削减太空飞行成本:当你的乘员冬眠时,开销就会大跳水。

当然,《异形》系列不是第一部提出在长期太空探索中深度睡眠的电影。1968年《人猿星球》和《2001:太空奥德赛》两者中的乘员都在前往宇宙的途中沉睡。七十年代电视剧《太空堡垒卡拉狄加》里有一个沉睡的太空人;往后的年代里我们见到《撕裂地平线》、《深空失忆》等几十部更多科幻电影采用低温睡眠作为把它们的影星送去群星的方式。

虽然看上去像是最为推测性的一类科幻小说,这些想象中的太空船休眠舱也许会在未来三十年内成为可工作的现实。根据NASA资助的一项研究, 使宇航员们保持不省人事能砍掉任何给定旅途几乎一半的载重,当乘员被置于不活动状态,就可以移除太空船的许多子系统,人类所需的空间和设备能显著减少,长期太空旅行的消极心理社会影响也可以减轻。

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目前,人类在休眠下的生存记录是14天。而仅仅为了抵达红色行星——除月球外我们最邻近的天体——宇航员们需要沉睡十倍以上时间。以我们目前的火箭技术,在地球和火星间的五千五百万公里旅途需要六至九个月。

借鉴新兴技术和有百年历史的医学技术,工程师们希望能保持人类处于无意识几个星期或更久。但尽管研究一直是鼓舞性的,冬眠和低温睡眠一直都在被中断。尽管媒体和公众对昏睡的宇航员兴趣浓厚,一开始有前途的研究走入死胡同,继续研究的资金难以为继。

一家公司认为他们已经破解了这个难题。

人类冬眠

从2013年开始,位于亚特兰大的宇航工程公司SpaceWorks就在探索把太空旅行者维持在类似冬眠状态的可能性。那一年他们收到了NASA的12项先进创新概念(NIAC)拨款之一,进行“人类诱导休眠火星转运栖息地” 一期项目。

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SpaceWorks相信一种常见医疗步骤是把人类送往最遥远太空的关键。SpaceWorks研究员Doug Talk说:“人类目前最接近冬眠的经历是一种叫做低体温疗法的医学状况。

低体温疗法通过冰敷、降温毯和血液导管等方法把体温降低约10度,用于治疗心脏骤停和某些先天缺陷婴儿。SpaceWorks相信他们能用低体温疗法使人类进入熊越冬的长期冬眠状态。一旦进入冬眠,就能被穿过太空运输。

低温是休眠的核心。低温减缓体内器官的运作,降低心脏和代谢系统的速度,比起清醒的人你所需食物和占用空间更少,而且因为你没有意识,也就没有幽闭症的风险。

毕竟是工程师,SpaceWorks团队承认他们的计划听起来像科幻小说。他们2014年二月的演示包括休眠中的电影角色形象,从《异形》到《王牌大贱谍》和被碳化的韩·索罗。事实上,他们的冬眠插图和电影前辈极为相似,都是无意识的人类装在有衬垫的玻璃管子里。

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每个身体都被当作是肉基的易碎硬件来被照料。一个位于中央的独臂机器人移动到无意识的旅行者上方,确保他们的基本身体需要得到满足。除了往身体里泵入水和养分、提供镇静剂防止身体颤抖以外,机器人定期进行温和的电击来预防肌肉萎缩。

凉快呆着

使用低温减缓代谢实际上是能回溯到古希腊的古老技术,现代医学之父希波克拉底用冰雪冷敷士兵的伤口。今天,同样的基本原理以这位古代医生无法想象的程度使用在常见医疗实践中。

自从2003年以来,低体温疗法在患有胎儿缺氧的新生儿和头部创伤、神经损伤、中风或心脏骤停的成年人的急救护理中就一直是常见疗法。医生降低病人的体温让他们存活足够长时间以获得救生技术和材料,如捐赠器官、遥远的药物或解毒剂。

在大多数医疗病例中,医生把病人置于低体温下几分钟到几小时,SpaceWorks则想要使用它长达数天。

尽管昏睡多日,宇航员醒来时多半不会觉得神清气爽。Talk说一个人在冬眠期间可能会循环经历觉醒(但不会清醒)和非快速眼动睡眠期。

他说:“他们可能会在类似睡眠缺乏的精神状态里醒来,并需要一段短时间的睡眠来从昏睡乘客过渡到活跃的探索者。”

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但SpaceWorks总裁John Bradford认为冬眠状态的体验不会是不愉快的。他说,冬眠的体验会类似于接受手术麻醉。

Bradford说:“这很可能会类似于在医院里被麻醉进行手术,会有一些轻微的镇静剂,其大部分是用于抑制身体会自然发生的颤抖。”

不管是好是坏,人类不像熊那样可以在冬眠期间凭借储藏的脂肪存活。在休眠期间,身体会靠着静脉营养管泵入维持人生存所需的最低额度的脂类、氨基酸和葡萄糖。

和把清醒的乘员送去火星所必需的栖息地和补给品相比,这是太空旅行的节俭方式。节俭和在细节上有些令人倒胃口,即提议中的水回收系统,它将过滤舱室湿气和乘员尿液作为饮用水使用。

Bradford说他们设想让宇航员每次休眠两个星期,他们会交错醒来,确保随时都有一名乘员清醒。醒来的乘员会花一两天确保维持沉睡同事们生存的设备工作正常,并检查来自地球的任务更新。

在他们清醒班次末尾,他们会帮助下一班的成员醒来。

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NASA的退却

有一段时间,毒药是长期休眠问题的答案。生物化学家Mark Roth使用曾在二次大战化学战事中部署的有毒物质硫化氢来使老鼠暂时昏迷。他的工作得到了全国媒体的关注,并在2010的TED会议上展示了他的发现。

不幸的是,据报道他无法在更大型的哺乳动物身上重现最初的成功。Roth据说正在寻找其他的假死方法。

帮助抢救受到近乎致命枪伤的众议员Gabrielle Gifford生命的亚利桑那州外科医生Peter Rhee得到了FDA批准进行一种紧急医疗休眠技术的人体试验,该技术让医生能够停止病人的心脏60至90秒,允许医生在器官静止时进行紧急手术。

虽然该研究对医疗很有希望,但对Bradford和他的团队并没有什么用。Roth的研究在老鼠身上取得突破后正在进行。而Rhee提出的技术涉及在非常有限的时间内用冷却盐水置换病人的血液——对于长期冬眠来说并不是实用的方案。

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SpaceWorks发现的最不具入侵性的冷却过程是RhinoChill系统,它通过鼻腔向大脑喷洒冷却剂,并以每小时一度逐渐降低体温。在6小时后,体温降至32至34度,这时他们就会进入火星长途旅行的冬眠状态。

SpaceWorks去年完成了他们的一期研究,去年夏天向NASA提交了最终报告。虽然他们的研究吸引了全国关注,NASA拒绝为二期研究提供本应为50万美元的NIAC拨款。

NASA发言人说NIAC研究竞争激烈,但此外出于隐私考虑拒绝透露拒绝原因。Bradford说他不确定NASA为什么做此决定。

他说:“也许他们并不相信在任务层面上的好处,希望我们进入下一个实际测试,如动物和人体测试,开始实际的生理试验。这是我们对反馈的解读。我们投标的计划,资金超出了他们的范围,拨款不足以开始计入实际的医学测试。”

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Bradford说NASA除了NIAC拨款还有其他Spaceworks可以取得的资金渠道,并且SpaceWorks正在寻求途径以使他们的冬眠能满足NASA的需要。

Bradford说:“NASA考虑利用自己的试验设施,因此我们可以设想在那里进行实验。利用国际空间站,把动物送上去,同期有一个对照组处于低体温休眠状态,然后量化其影响。有一系列计划能够支持这类研究,所以这就是我们现在的努力方向。”

此外,他们也接洽了伊隆·马斯克的SpaceX等私人太空探索相关公司,看他们有没有对他们的想法或技术的用途。

于此同时,Bradford正忙于推广他的项目,通过它的太空冬眠博客向公众更新进展和接受采访。他也在科幻会议等场所介绍SpaceWorks的计划,在那里冬眠的太空旅行前景被热情接受(和提供志愿者)。

他说:“我们有如何推进技术的路线图,并有额外的商业应用。在依赖政府资金和拨款周期以外得到私人投资总是很好的。”

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一个考虑中的潜在商业应用是在地面环境下使用冬眠作为一种为期两天的密集康复治疗。虽然在极端寒冷下不省人事听上去也许不像是任何人理想中的SPA周末,但在医疗条件下已被证明有助于身体恢复。

Bradford说:“也许你会在周末去做一次48小时冬眠,他们对创伤性损伤这样做的原因是,它降低新陈代谢和血压等,让身体有时间反应和从这些损伤中修复,所以这也许有一些治疗益处。”

本文译自 vanwinkles,由译者 王丢兜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 24+1

  1. 2911335

    假死目前最佳用途就是瞬间把即将死掉例如失血,中毒的人定住,让他们无法泵血之类。

    [14] XX [0] 回复 [0]
  2. Bahamut
    @2 years ago
    2911347

    那个男的的腿好长好变态

  3. →_→
    @2 years ago
    2911349

    人体冬眠与建立一个可行的物质循环系统相比哪个更容易?

  4. 装模作样芝麻
    @2 years ago
    2911354

    幻想过水螅虫一样的方式,不过人类是高等生物,可行性基本zero

  5. 胡安
    @2 years ago
    2911359

    @→_→:
    前者
    人的不确定性太大了
    你能想象三个男的之间争风吃醋在太空里会变成什么结果吗?

    [16] XX [0] 回复 [0]
  6. 雾月
    @2 years ago
    2911374

    我觉得把人变成半机械的更容易,只保留大脑和丁丁

  7. 卡尔bling
    @2 years ago
    2911391

    记得看过一个短片。一群宇航员带着一只猴子乘太空船,发动之后其他人都进入休眠仓,结果猴子跑出来进了主角的休眠仓
    主角只能用各种方法打发时间三年的时间,甚至还写了一个程序来模拟了那只猴子。三年之后到达目的地。结果主角一行人完成任务之后返程的时候,猴子又进了主角的休眠仓

    [11] XX [2] 回复 [0]
  8. 2911399

    @胡安: 会变成3p

  9. 我认识路人甲
    @2 years ago
    2911402

    从生物层面去“改进”人的肉体,还不如全身义肢化,踏入攻壳机动队的世界线…

  10. 2911403

    一个难以醒来的梦,或者保持长时间的鬼压床状态,想不疯都挺难呀

  11. 哈佛教授
    @2 years ago
    2911416

    我觉得太空对人类最大的威胁还是宇宙射线,像食水空气等只要带着走就好,冬眠也随着技术发展变得可行,但宇宙射线至今仍然无法完全屏蔽,几月几年也许没事,十几年甚至一生(比如太空殖民)就难说了。

  12. 2911425

    那么纯数学家估计应该去,以前有个学纯数学的同学,学校方暑假的时候,拷了50G的论文和数学书,然后自己跑到贵州租了一个房,屯好一个月的食物,就这么过了一个月,手机没电了也不知道。。

    [11] XX [0] 回复 [0]
  13. 美食家18
    @2 years ago
    2911441

    能够把配图的各种出处说出来的算你牛逼SYFY宅范。图2的性别比例值得推究。
    我就认出一张航海家号的。

  14. 东经
    @2 years ago
    2911445

    王丢兜太实在,翻译这么长的文章

  15. 2911486

    @雾月: 要大脑和丁丁干嘛,有蛋蛋就能思考了

  16. 2911555

    @卡尔bling: 《顽皮小子闯火星》

  17. 吐啊吐地吐了
    @2 years ago
    2911619

    我觉得,被某种液体包裹着冻成冰块然后再扔缓冲液里才安全。能不能复活恐怕得看届时神经医学的水平。

  18. 2911649

    如果是超长距离 这样最省,寄个细菌过去,细菌基因编程好加快进化,因为它包含进化树上全部染色体(细菌。。。鱼。。。猴子。。。人),所有它进化速度是很快的。当进化成人后自动释放dna上的记忆(dna存储)。或改造袁生出改造人(脑里有接收器)地球人远程同步。

  19. 雪风
    @2 years ago
    2911696

    所谓用进废退,长期使用休眠的的话人体功能不会退化么

  20. 鼓励的日常
    @2 years ago
    2911743

    所以要进行更高层次更深的太空旅行,就应该让机械上了吗

  21. 2911885

    @雪风:用进废退被证明是错误的了

  22. 2912181

    这些都是什么电影?

  23. rouroutu13
    @2 years ago
    2912421

    单纯好奇 睡眠之前是不是先把屎拉完 清的干干净金

  24. 2912806

    SpaceWorks提供
    Alien
    Battlestar Galactica (Original Series)
    Planet of the Apes
    2001: A Space Odyssey
    Avatar
    Lost in Space
    Moon
    Star Trek
    Han Solo

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