從南極到火星:如何為與世隔的太空生活做准備

新浪科技訊 北京時間12月31日消息，身處南極的科學家正在學習駕駛太空飛船，以應對前往火星任務時將遇到的挑戰，並模擬宇航員在如此漫長旅途中面對的孤獨感。

從英國南極調查所哈雷研究站的窗戶望出去，你能看到的東西並不多。該研究站位於南極的布倫特冰架。“單調乏味，”駐站醫生納瑟麗·帕蒂(Nathalie Pattyn)，“現在從我的窗戶望出去，只能看到無邊無際的平坦曠野，永恆的白色。”

除了作為醫生，帕蒂還是一位科學家，其研究領域是惡劣環境下被隔於小群體中的心理效應。歐洲空間局資助了這項研究，希望能了解人類在月球生活，或者前往火星並返回地球的旅程中所面臨的挑戰。據估計，來回火星的任務將需要至少兩年的時間。

“這是一種名副其實的感官剝奪，”帕蒂，“不僅是在研究站外的景觀，你的社交‘景觀’也同樣如此——冬季時只有12名探險隊成員，再沒有其他人。”目前，帕蒂已經在哈雷研究站生活了超過一年時間。“從我的室到工作地點有整整23步，”她，“真正有所幫助的一點是與國內的家人交談，這能幫你保持視野——這裏完全就像一個你在科幻小裏讀到的反烏托邦社會。”

顯然，你不會在任何招募南極探險隊員的海報中讀到“反烏托邦”這種詞。不過，南極卻是帕蒂開展研究工作的完美環境。而且，她的其中一項課題還涉及到駕駛一艘太空飛船，這使研究看起來不那麼無趣。該項目利用一台與聯盟號飛船一模一樣的模擬器，對宇航員在長期任務中技能的退化情況進行研究。

“對於從事像我這種專業工作的人來，技能退化是一個非常緊迫和現實的問題”帕蒂，“我是一位急症醫學顧問，此前在一家醫院裏工作，每天看20位病人，併進行了無數的技術操作，現在我已經離開那裏超過一年時間。我們將一位訓練有素的專業人士送到火星上，但如果他很長時間沒有運用相關技能，所有的訓練、經驗和熟練性還能保留多少呢？”

這方面的研究或許能為地球上的航空業帶來益處，特別是對於那些離開一段時間，又重新開始工作的飛行員，在不同機型之間轉換的飛行員也同樣能得到參考。

帕蒂所使用的太空飛船模擬器具有與聯盟號飛船一模一樣的設備，操作方式也完全相同——因為這本身就是俄羅斯星城(Star City)用於訓練宇航員的模擬器。在實驗中，參與者甚至能經歷與宇航員相同的模擬任務，以觀察他們的表現情況。“我們對他們進行訓練，直到達到特定的熟練水平，”帕蒂，“此后他們會被分成兩組，一組接受頻繁的訓練，另一組則進行少量的訓練。”

快速遺忘

在法國與義大利聯合建立的南極康宏科考站，以及德國斯圖加特大學的一個控制中心內，也在進行相同的實驗。毫無意外地，那些訓練很少的實驗者更容易出現技能的退化。最關鍵的問題是，這種退化的速度有多快？造成的損失有多嚴重？以及與其他模擬器的實驗者相比，這些新手的表現如何？

帕蒂已經給出了一些初步結論。“我們知道，人們具有不同的學習速率——有些人掌握知識非常快，另一些人則需要更多時間，”她，“有趣的是，這其實並沒有什麼關係，你可以是一個很高效的學習者，同時又能很快地把知識遺忘。”

這一發現或許對飛機的駕駛員有所發。在這一領域，快速學習的能力經常被教導者認為是后期良好表現的標誌，而這項研究表明，這種先入為主的看法很可能是錯的。

在進行太空飛行模擬研究的同時，帕蒂還利用南極考察站的環境限制，“重現”了太空中長期與世隔對人造成的影響。她堅持認為，這一研究並不是“模擬”。“如果現在我在這裏遇到了緊急情況，”帕蒂，“那將是一個真正的緊急情況，我將要真真切切地獨自一人進行處理——這比模擬的隔實驗更加接近真實太空飛行中的情況。”

身處南極的研究人員還需要面臨如何睡個好覺的挑戰，極地的夏季一天都有陽光照耀，而冬季一天24小時都漆黑一片。國際空間站的宇航員也面臨類似的問題，他們需要適應斷斷續續的睡眠模式——每90分鐘過一個白晝和黑夜。在前往火星的旅程中，很有可能有時需要連續接受陽光照射，以獲得太陽能，此時太空飛船的一側相當於一直是白天，另一側則一直是黑夜。

“觀察一些人在缺乏陽光的情況下受到的影響有多嚴重，而另一些人几乎不受影響，令我感到十分奇妙，”帕蒂，“我自己在冬季時真的感到很難保持清醒，透過窗戶看不到任何陽光，讓人很難打起精神。”

令人驚奇的是，永久性有人居住的南極研究站已經存在了超過50年，但有關人體生物鐘紊亂的研究卻極為稀少。為了解決這一問題，帕蒂在冬季時對實驗者進行強光照射，夏季時則提供褪黑激素。“人體內的褪黑激素可以根據環境光線情況對人體進行調節，”帕蒂解釋道，“如果你所處的環境中沒有光線變化，那你的褪黑激素分泌就有問題了，這意味你的睡眠也會受到影響。”

衝突與爭吵

然而，在隔環境中生活和工作面臨的最大挑戰——無論是在南極研究站還是在去往火星的太空飛船上——卻是如何處理人際關係。你將如何避免使瑣碎的口角演變成爭吵或鬥毆？

20世紀90年代，在一個南極研究站裏，探險隊成員出現“叛亂”——他們決定不再遵循上級的指示。成員之間的感情糾葛也會生問題——想象一下全天候地與前任一起生活和工作的情形。

“人們很容易就會失去大局觀，”帕蒂，“你需要一個良好的團隊結構，保證每天的日常生活都很放鬆，但你也需要能夠應對緊急情況，否則你就會讓其他人處於危險之中。”未來前往火星的宇航員所面臨的“太空恐懼”，可能會與救生艇或浮冰上的船難倖存者類似。

帕蒂的這些研究將有助於人們在極端環境下更好地生活和工作。那麼，在南極的研究之后，帕蒂是否會想開始一段火星之旅呢？她的回答是：“不，我太喜愛地球上的生活了。”(任天)