住太空站一年做活體實驗,NASA 火星任務前進一大步

作者 | 發布日期 2016 年 03 月 03 日 11:24 | 分類 自然科學 follow us in feedly

2015 年 3 月 27 日,NASA 太空人 Scott Kelly 登上國際太空站,340 天過後他回來了,創美國太空人待太空站最久紀錄,這次科學家等不及要見他,因為他上太空站是身負一項很重要的任務,就是為人類上火星鋪路。



3 月 1 日,Scott Kelly 搭乘 Soyuz 空間膠囊與其他兩位俄國太空人一起回到地球,現在真正的任務才要開始。因為 NASA 這次的任務是雙胞胎實驗計畫,被視為是 NASA 火星計劃中最具野心的任務之一,他們要看人類身體機能是否能長時間在太空生活。

去年上太空站的 Scott Kelly 有一個已退休的雙胞胎兄弟 Mark Kelly,Mark Kelly 也參與這項實驗,但他不需要上太空,像 Scott 那樣花時間種菜、喝太空咖啡、或做一些重要的事,他的主要任務是採集血液、尿液、唾液和糞便。同時間,NASA 也得到 Scott Kelly 的樣本,藉由比較這兩個樣本,科學家希望能更進一步了解人類在太空中的身理變化。

讓太空人在國際太空站上待一年時間,是一般國際太空站任務的兩倍長,但這卻是將來人類要往返火星所需的時間,且這一年因為微重力與太多輻射,可能會讓身體逐漸崩壞。

太空中的微重力其實對身體影響很大,我們看這些太空人在空中翻筋斗好像很好玩,但時間一長微重力就會擾亂身體機制。譬如以前太空人都曾經發生視力受損,味覺改變,以及流向大腦的流體增加。

最後一種最麻煩,身體內的液體,包括血液、尿液、組織液都會發生變化,沒有重力,心臟不用努力工作把血液從腳送到頭,心臟會萎縮,還會導致查理布朗效應,液體倒流在臉上會讓太空人臉腫腫的。且當太空人回到地球時,他們的血壓必須重新適應地球重力,但這需要時間,且很多剛回到地球的太空人只要站超過 10 分鐘都會感到暈眩。

且長期在太空站的人會出現骨質與肌肉萎縮,使他們無法承受行走時的重量,以及免疫系統下降和疲倦的狀況。為了避免這種狀況,太空站的太空人一天要運動兩小時,綁在跑步機上或是做重量訓練,補充維他命 D 也有幫助,但太空人每個月平均仍會流失 1.5% 的骨質。

視力受損是因為組織腫脹壓迫視神經,為了緩解這種症狀,NASA 有一種裝置叫做 chabis,一種看起來不太舒服的褲子,可以讓身體內的液體流到腳。此外,太空中的輻射也很危險,現在太空站在地球軌道的位子夠低,所以能夠受到地球質量與磁場保護,但若要前往火星,輻射就變成是一個很迫切的問題,NASA 必須確切知道危險的太空輻射到底有多大劑量。

現在 Scott Kelly 回到地球,大部分的資料收集就結束了,但分析資料的工作才正要展開。此外,科學家也要看他復元率,因為這能讓 NASA 評估,未來需要在火星上一段時間的太空人,在花了 8.5 個月太空旅程後,他們的身理與心理狀態能支持他們做多少事。

不過,剛降落地球的 Scott Kelly 看起來非常健康,除了無法站立之外,精神心理狀態都很好,媒體問他當他推開艙門第一個感覺是什麼,他說冷空氣很棒 (降落地點為哈薩克),很新鮮,他強調不是太空站的空氣不新鮮,而是膠囊內很黑有一種燒焦聞起來像植被的味道,所以艙門一打開外面新鮮的冷空氣進來,讓他有一種 「amazing」的感覺。

(首圖來源:Flickr/NASA HQ PHOTO CC BY 2.0) 

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