約翰·肯尼迪在1962年宣布美國(guó)將登陸月球，他表示這么做并非因?yàn)檫@容易，而是“因?yàn)樗�非常難”，然而他并不知道這究竟有多難。

盡管如此，阿波羅11號(hào)登月以及此后載人航天任務(wù)的成功均激發(fā)了各領(lǐng)域的太空探索者以同樣的方式探索其他宇宙前哨。但對(duì)每一項(xiàng)新研究來(lái)說(shuō)，到達(dá)火星和其他行星的旅程比預(yù)想的充滿(mǎn)了更多風(fēng)險(xiǎn)。

從地球表面起飛并在另一顆行星著陸已經(jīng)足夠危險(xiǎn)。然而，太空中的危險(xiǎn)程度究竟有多大？《科學(xué)》雜志列舉了火星和其他行星之旅中宇航員將面臨的五大最嚴(yán)重威脅。

圖1.很多宇航員夢(mèng)想去往新世界，但這樣的旅程卻充滿(mǎn)了威脅生命的危險(xiǎn)。圖片來(lái)源：NASA

宇宙輻射

通往另一個(gè)世界的途中，宇航員將會(huì)受到宇宙輻射的狂轟猛擊：在空間中“嗖嗖”穿行的微小的高能原子碎片會(huì)損傷細(xì)胞和DNA。由于地球磁場(chǎng)的存在，地球人得以避免宇宙線(xiàn)的輻射，但是一名未經(jīng)保護(hù)的飛往火星的宇航員僅單程就會(huì)受到0.3西弗特的輻射，這遠(yuǎn)低于8西弗特的致命輻射量或是1西弗特的致病輻射量，但研究人員認(rèn)為這些輻射量（相當(dāng)于24次X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層成像的輻射量）足以對(duì)腦細(xì)胞和其他細(xì)胞造成無(wú)可逆轉(zhuǎn)的損傷。

“在這一過(guò)程中，中樞神經(jīng)系統(tǒng)是800磅的大猩猩。”加州大學(xué)爾灣分校輻射腫瘤學(xué)家 Charles Limoli說(shuō)。在近日發(fā)表于《科學(xué)通報(bào)》的一項(xiàng)嚙齒類(lèi)動(dòng)物研究中，Limoli表示宇宙射線(xiàn)會(huì)在通往其他行星的過(guò)程中對(duì)宇航員造成長(zhǎng)期腦損傷，導(dǎo)致癡呆、記憶缺失、抑郁和決策能力下降等。“對(duì)于那些要花費(fèi)兩三年時(shí)間往返于火星與地球之間的宇航員來(lái)說(shuō)，這并不是好消息。”他說(shuō)。但這個(gè)問(wèn)題或許可以得到解決。包括Limoli在內(nèi)的若干研究團(tuán)隊(duì)正在研究一種藥物，它可以保護(hù)細(xì)胞和DNA免受損傷。另外，其他人也在設(shè)法研制能夠讓所有射線(xiàn)轉(zhuǎn)移方向的盾牌。

圖2。宇宙輻射、來(lái)自太陽(yáng)的帶電原子碎片和銀河系外的超新星均會(huì)導(dǎo)致宇航員焦慮、抑郁并影響決策。圖片來(lái)源：NASA

快憋瘋了

如果你曾有過(guò)長(zhǎng)途家庭旅行的經(jīng)歷，你可能會(huì)體驗(yàn)到一絲去往火星的滋味，只不過(guò)你老爹播放了太多ABBA樂(lè)隊(duì)的歌曲，最終導(dǎo)致你逃離車(chē)廂。在長(zhǎng)達(dá)1年無(wú)止無(wú)休的深空航行中，一次小口角對(duì)宇航員來(lái)說(shuō)可能意味著生死。在今年發(fā)表的一項(xiàng)由NASA資助的長(zhǎng)途太空飛行研究中，加州圣塔芭芭拉一家私人公司Anacapa Sciences的文化人類(lèi)學(xué)家Jack Stuster寫(xiě)道，飛往國(guó)際空間站執(zhí)行任務(wù)的宇航員的首個(gè)考慮就是與同行的人好好相處。他們的日記整體上是積極向上的，但也反映了這個(gè)特點(diǎn)。“我覺(jué)得我實(shí)在想離開(kāi)這里。”一名宇航員寫(xiě)道，“在如此逼仄的空間內(nèi)與人長(zhǎng)時(shí)間地生活，即便是那些平常根本不會(huì)惹惱你的事情過(guò)一段時(shí)間之后也會(huì)惹惱你……這會(huì)讓任何人發(fā)瘋。”

這還是從飛船的窗戶(hù)上可以看得見(jiàn)地球時(shí)的情況。如果宇航員處于遠(yuǎn)離地球和目的地的宇宙空間時(shí)，事情會(huì)變得更加嚴(yán)酷，Stuster說(shuō)。盡管這些感覺(jué)可以通過(guò)保持忙碌和對(duì)宇航員進(jìn)行嚴(yán)格的心理監(jiān)測(cè)加以限制，然而暴力甚至是暴動(dòng)的“幽靈”將永遠(yuǎn)存在。

圖3. NASA宇航員Scott Kelly在俄羅斯加加林宇航員培訓(xùn)中心的聯(lián)盟號(hào)模擬器內(nèi)。宇航員在通往另一顆星球的漫長(zhǎng)旅途中需要在這樣狹小的空間內(nèi)和睦相處。

圖片來(lái)源：Bill Ingalls/NASA

微重力

從YouTube視頻中可以看到宇航員玩耍浮動(dòng)水泡或是毫不費(fèi)力地做空翻，似乎微重力讓太空生活無(wú)比勁爆。然而在太空中，現(xiàn)實(shí)卻嚴(yán)酷得多。重力缺失導(dǎo)致骨骼和肌肉退化，造成一系列生理問(wèn)題。國(guó)際空間站的宇航員需要每天鍛煉兩小時(shí)才能阻止他們的肌肉流失，但骨密度流失卻不可避免。

微重力還會(huì)通過(guò)其他不可預(yù)測(cè)的方式影響肌體。包括Scott Kelly在內(nèi)的很多宇航員回到地球后都出現(xiàn)視力模糊的癥狀。據(jù)近日北美放射學(xué)會(huì)年會(huì)上的報(bào)告，其原因是脊髓液增加壓迫視神經(jīng)和眼球從而導(dǎo)致遠(yuǎn)視。在另一項(xiàng)研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)當(dāng)國(guó)際空間站宇航員在太空中時(shí)，他們的脊柱肌肉（對(duì)于支撐和運(yùn)動(dòng)非常關(guān)鍵）顯著萎縮——下降了19%。這可能是超過(guò)一半國(guó)際空間站人員存在脊柱疼痛的原因，也可能是他們比地球居民椎間盤(pán)突出比例高出4倍的原因之一。那么，解決方法是什么呢？太空瑜伽！研究人員表示這或有助增加脊柱活動(dòng)和強(qiáng)度。不過(guò)，他們究竟要做哪些瑜伽姿勢(shì)尚待確定。

圖4. 微重力讓太空飲食變得有趣，但它還會(huì)導(dǎo)致肌萎縮。像美國(guó)宇航局的Karen Nyberg一樣的宇航員必須每天鍛煉兩小時(shí)才能阻止在軌期間的肌肉流失。圖片來(lái)源：NASA

太空病菌

從上世紀(jì)60年代起，人們就知道一些微生物可以在微重力、極端氣溫和輻射的危險(xiǎn)太空環(huán)境中生存�？紤]到人們盡最大努力清除飛船上的微生物常常以失敗告終，宇航員接觸這些潛在的病原生物體在所難免�，F(xiàn)在，一項(xiàng)新研究也支持這一觀(guān)點(diǎn)。

今年10月，研究人員發(fā)現(xiàn)通過(guò)空氣傳播的真菌煙曲霉菌在國(guó)際空間站可以像在地球上生長(zhǎng)得一樣好，這種病菌是最常見(jiàn)的人體侵入性真菌感染的原因。研究人員寫(xiě)道，如果煙曲霉菌可以在太空中很好地生存，那么很多其他致命病原體也同樣可以。研究人員表示這個(gè)問(wèn)題迫切需要更好的探測(cè)和清潔策略，從而避免將滿(mǎn)滿(mǎn)一飛船的宇航員送到深空的危險(xiǎn)環(huán)境中，使他們被地球上的病原體殺死。

圖5. 煙曲霉菌是導(dǎo)致人體產(chǎn)生侵入性真菌感染的最常見(jiàn)原因。這種在空氣中滋生的微生物在國(guó)際空間站也可以很好地生存。

圖片來(lái)源：Anna_Gavrylova

人為錯(cuò)誤

人非常容易出錯(cuò)，在太空中的錯(cuò)誤經(jīng)常會(huì)釀成嚴(yán)重后果。科幻小說(shuō)《火星救援》的作者Andy Weir就曾利用這一點(diǎn)組織了大量情節(jié)，描述陷入困境的宇航員如何專(zhuān)業(yè)地解決了數(shù)十個(gè)生死存亡問(wèn)題。現(xiàn)實(shí)中的太空探索者并不總是那么幸運(yùn)。以挑戰(zhàn)者號(hào)和哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)為例，兩者均因?yàn)闄C(jī)械故障而解體，均導(dǎo)致搭載航天飛機(jī)的7名航天員罹難。挑戰(zhàn)者號(hào)失事的罪魁禍?zhǔn)资荗形環(huán)橡膠密封圈，故障使得密封圈不能在冷環(huán)境中正常密封，從而導(dǎo)致航天飛機(jī)在空中解體。哥倫比亞號(hào)則在重新返回時(shí)解體，原因是分離自機(jī)體的絕緣泡沫塑料隔熱層刺破了飛船左翼前緣。在兩起事故中，美國(guó)宇航局管理人員均知曉其中的機(jī)械問(wèn)題，但卻認(rèn)為這些問(wèn)題無(wú)傷大雅，因?yàn)樗鼈冞^(guò)去從未對(duì)航天任務(wù)造成影響。

在長(zhǎng)距離太空飛行中，神經(jīng)可能會(huì)處于緊繃狀態(tài)，輻射也可能導(dǎo)致不常見(jiàn)的焦慮、抑郁困擾，看到人為原因造成的錯(cuò)誤并不奇怪，如緊急迫降、太空艙漏洞或甚至是缺少飲用水供給等。千方百計(jì)減少太空危險(xiǎn)，從過(guò)去的錯(cuò)誤中汲取教訓(xùn)，將有助于確保未來(lái)最安全地飛往火星和其他行星。如果運(yùn)氣再好一點(diǎn)，我們的宇航員最后也會(huì)像Weir筆下的探險(xiǎn)者一樣獲得成功。

圖6、中國(guó)北京航天飛行控制中心的技術(shù)人員在進(jìn)行飛行任務(wù)控制，他們和宇航員攜手工作，以確保任務(wù)順利進(jìn)行不出差錯(cuò)。圖片來(lái)源：新華社