让宇航员冬眠可能是节省任务成本的最佳方式,可以将宇宙飞船的体积减少三分之一,并保证乘员在前往火星的途中身体健康。欧空局牵头的一项调查表明,人类冬眠超越了科幻小说的范畴,可能成为一种改变太空旅行游戏规则的技术。
在为返回这颗红色星球的飞行做准备时,太空工程师会为宇航员准备大约两年的食物和水。
“我们谈论的是每位每天30公斤体重的宇航员,最重要的是,我们需要考虑辐射以及心理和生理方面的挑战,”詹妮弗 · 吴-安( Jennifer Ngo-Anh )解释道,她是 ESA “人类与机器人探索”项目的重要协调员,也是这篇将生物学与工程学联系起来的论文的作者之一。
冬眠期间的迟钝是一种诱导状态,可以降低机体的新陈代谢率。这种”假死”是动物保存能量的一种常见机制。
将前往火星的宇航员的新陈代谢率降低到正常状态的25% ,将大大减少供给量和栖息地面积,使长期探索变得更加可行。
“哪里有生命,哪里就有压力”,詹妮弗( Jennifer )提醒,她补充道:”该策略将最大限度地减少由于太空飞船的限制而产生的无聊、孤独和攻击性情绪。”
自20世纪80年代起,医生们就开始在医院里实施类似于“冬眠”的治疗性麻痹——在漫长而复杂的手术过程中,医生们可以通过诱导低温来减少新陈代谢。然而,这不是一个主动的能量减少,并且失去了休眠的大部分优势。通过冬眠访问其他行星的研究可能为地球上的病人护理提供新的潜在应用。
不要吵醒熊
动物冬眠是为了在寒冷、缺少食物或缺水的时期生存下来,它们的心率、呼吸和其他重要功能降低到正常生活时的一小部分,同时体温降低到接近环境温度。缓步动物、青蛙和爬行动物都很擅长冬眠。
在冬眠期间,棕熊和黑熊躲进巢穴,经历六个月的禁食和不动状态。而如果一个人卧床度过六个月,肌肉,骨骼强度会严重下降,心力衰竭的风险也会增加。
“然而,研究表明,熊在春天健康地离开巢穴,肌肉质量只有轻微的损失。他们只需要大约20天就可以恢复正常。这告诉我们,冬眠可以防止肌肉和骨骼的废用性萎缩,并保护组织免受损伤,”德国慕尼黑路德维希马克西米利安大学医学教授亚历山大 · 舒克尔( Alexander Choukér )解释说。
较低的睾酮水平似乎有助于哺乳动物的长期冬眠,人类的雌激素强有力地调节能量代谢。
亚历山大( Alexander )补充说: “男性和女性荷尔蒙的特殊平衡以及它们在调节新陈代谢方面的能力体现,表明女性可能是首选候选人。”
享受您的分离舱
科学家建议工程师们建造软壳分离舱,其设置经过微调,可实现甜蜜的冬眠:安静的环境,昏暗的灯光,低于10°C 的低温和高湿度。
宇航员将很少移动,但不会受到限制,穿着避免过热的衣服。穿戴式传感器将测量它们的姿势、温度和心率。
每个胶囊都应被水容器包围,起到屏蔽辐射的作用。”冬眠实际上将有助于保护人们在太空旅行期间免受辐射的有害影响。远离地球磁场,高能粒子造成的损害可能导致细胞死亡,辐射病或癌症,”亚历山大说。
在船员长时间休息的情况下,人工智能将在异常和紧急情况下发挥作用。
亚历山大解释说: “除了监测能源消耗和自主操作之外,飞船上的计算机将保持飞船的最佳性能,直到宇航员被唤醒。”。
有点萌是怎么回事