为了延长人类太空旅行的时间和距离,他们找到了一头冬眠的熊……
2023年5月22日,神舟十六号船箭组合体已转运至发射区,待检查和测试工作完成后,将于近日择机发射。神舟十六号、天舟六号、公理二号龙飞船、进步MS-23货运飞船……世界载人航天在这个月迎来一波密度极高的飞船发射。航天事业高速发展,让曾经的科学幻想逐渐变为现实。
宇航员在国际空间站工作的时间正好与熊冬眠的时间一致,未来的旅行者是否可以喝一杯“冬眠鸡尾酒”,一路“睡”到遥远太空?如果人类能够以“脱水”的形式穿越太空,移居火星或许不再是梦?
人类正在通过空间站的废水回收系统延长太空作业的时间,同时,科学家也在考虑未来的载人航天任务有没有可能让宇航员减少耗水量,甚至不用水?
用什么方式呢?冬眠怎么样?
人类不具备冬眠能力,但太空机构对此却饶有兴趣。他们认为冬眠可以延长太空旅行的时间和距离,因为睡觉的时候可以有效节省有限的物资。
为了探究长时间冬眠的奥秘,让人类有朝一日也能拥有这种能力,研究人员前往瑞典森林中部,寻找最具代表性的冬眠动物——熊。
生物学家
法布里斯·贝蒂尔
熊冬眠是一种极其特殊的现象,它们在洞穴里一待就是半年,不吃、不喝,也不动。如今看来,宇航员在太空旅行时冬眠只可能出现在科幻小说中,但我们不难理解冬眠的概念。
冬眠状态下,人体新陈代谢速度减慢,体温降低,宇航员可以进行时间更长,距离更远的太空旅行,同时规避目前面临的各种问题。
由护林员、生物学家和兽医组成的科学家团队离开基地去寻找棕熊。他们计划在这片广阔的冰天雪地中找到熊,然后捕捉它。
这项任务风险极高,成败未卜,但对这些科学家来说却至关重要,因为他们要通过这次行动推动太空研究的进展。
去年,这个团队给几只熊安装了配备发射器的项圈,其中一个信号越来越强。
生物学家
安德烈亚·弗里贝
我们不知道洞穴的确切位置,只知道它距我们大概50米。所以我们必须要靠近一些,用无线电跟踪设备探测熊所在的位置。但是熊不会进入很深的冬眠状态,所以必须保持安静。
当人接近洞穴时,熊很快就会醒来,然后逃离洞穴。在最后五米的时候,如果我们能迅速做出反应,用金属围栏挡住洞口,熊就跑不出来了。
被注射镇静剂的公熊
三个月来,这只熊水米未进,也没有大小便,它的心跳已经从每分钟50次降到10次。它的大脑已经进入休眠状态,体温下降,整个代谢系统运转缓慢。
这个研究对象是体重介于30到40公斤之间的两岁公熊。队员们有30分钟的时间,在熊从麻醉中醒来之前采集研究所需的所有样本。
宇航员需要在国际空间站待六到七个月,与熊冬眠的时间一样。然而,这两种生物体的反应却截然不同。
失重状态下的宇航员正在锻炼
因为地球上有重力,我们站或坐的时候都会用到肌肉。而在失重状态下,肌肉无需发力,所以宇航员肌肉萎缩在所难免。
因此,研究人员有两个目标:第一,找出人类进入类冬眠状态的方法,这样太空旅行就可以不吃不喝;第二,通过对熊的观察,设法抵消失重对宇航员肌肉的负面影响。
研究员提取了熊的一些脂肪和肌肉组织进行活检。熊的大腿皮下肌肉较大,提取几毫克不会影响它的健康。这些实验样本将被打包冷冻,运送到法国的实验室进行分析。
研究人员为公熊抽血
研究表明,熊在冬季发生的某些生理反应也可以在人类肌肉细胞中进行。
生物学家
法布里斯·贝蒂尔
这些生理变化可以通过细胞生长,以及抑制细胞中蛋白质的降解来实现。蛋白质降解对肌肉来说极其重要,因为肌肉的主要成分除了水之外就是蛋白质。
研究发现,我们可以发明一种鸡尾酒来解决太空生物学以及宇航员的问题,帮助宇航员进行时间更长、距离更远的太空旅行,同时规避目前面临的问题。
降低体温,进入休眠状态,用睡觉减少消耗,下一次太空飞行的成员可能就是冬眠的宇航员。但科学家的幻想还不止于此,如果可以完全停止新陈代谢,就有可能在人类身上实现“时间暂停”的效果。
科学家们开始关注一种体型微小的生物,为了抵御恶劣的环境条件,忍受生存资源的匮乏,它能够完全清空自身的水,保持冷冻状态。环境好转后,一滴水就足以让它复苏。如果宇航员能够模仿这种“脱水”的本领,未来载人航天会是什么景象?
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