太空人的健康隱憂:不只是骨質流失…

文 / 一流人      2019-01-15

太空人的健康隱憂:不只是骨質流失…

圖片來源:pexels



火星一直在那裡,等著我們親自造訪。
一一第二位踏上月球的美國太空人巴茲.艾德林


我比較想死在火星上。只要不是墜毀火星就行了。
一一南非發明家艾隆.馬斯克

載人火星任務可能會碰上哪些麻煩?列出來保證令你頭皮發麻。

首先是任務失敗的致命災難。雖然人類進入太空時代已超過五十五年,發生火箭災難事故的可能性還是在百分之一左右。火箭的可動式零件少說好幾百種,任何一個零件出問題都可能導致任務失敗。太空梭至今發射過一百三十五次,其中出過兩次嚴重意外,失事率約百分之一點五。而太空計畫的整體致死率為百分之三點三,也就是說,至今總共有五百四十四人飛上太空,其中十八人死亡。唯有非常勇敢的人才願意坐在數百萬公斤的火箭燃料上、以每小時四萬兩百公里的速度射向太空,而且完全不知道自己回不回得來。

另一個問題是「運氣不佳」(Mars Jinx)。送往火星的太空探測器,約莫有四分之三未曾抵達目的地,其中主要原因包括距離遙遠、輻射問題、機械故障、失聯、被隕石擊中等等。即便如此,美國探索紅星的紀錄還是比俄羅斯好些:後者十四次鍛羽而歸。

再就是前往火星的旅程太長。搭乘阿波羅號上月球只要三天,但是飛一趟火星可能要花九個月,來回粗估要整整兩年。我參觀過NASA在俄亥俄州克里夫蘭郊外的訓練中心,好幾組科學家分頭研究與分析太空旅行的身心壓力問題。若長期處於外太空的失重狀態,太空人的骨骼與肌肉將因此萎縮。為適應地球重力、在地球生活,人體早已經過微調。假使地球再大或再小幾個百分比,人體勢必得重新設計,才有存活的可能性。我們在外太空待得越久,惡化的程度也隨之升高。俄國太空人瓦列里.波利亞科夫(Valeri Polykov)締造在太空連續停留四百三十七天的世界紀錄之後,順利返回地球,但他幾乎得用爬的才能離開太空艙。

有個蠻有意思的現象是,太空人上了太空會長高幾吋,理由是脊柱「變長」。不過一旦回到地球,身高立刻縮回原樣。此外,停留太空的太空人每個月大概會流失百分之一的骨質。為減緩流失速度,他們每天至少得踩兩個鐘頭跑步機。即便如此,太空人在太空站待了六個月之後,他們仍有可能得花一整年的時間復健,有時甚至永遠無法恢復原本的骨質比。(在失重引發的後續效應中,有一項直到最近才獲得重視──視網膜受損。其實太空人在過去就已經發現,長期執行太空任務後,回到地球感覺視力變差了。若仔細掃描他們的眼睛,常會發現視神經發炎,而這可能是眼球內液壓迫視神經所致。)

未來的太空艙可能得持續旋轉,利用離心力產生人造重力。每次去露天遊樂場玩「轉轉樂」(Rotor)或「瘋狂幽浮」(Gravitron)這類設施,就能在高速旋轉的艙室內體驗這種感覺──離心力產生人造重力,把我們推抵在艙壁上。目前,旋轉太空艙的造價可能太過昂貴,其概念在執行上也有困難。這座可旋轉滾動的太空艙必須造得夠大,否則將導致離心力不均,害太空人暈機或弄不清方向。

太空中也有輻射問題,尤其是太陽風和宇宙射線。我們常忘記地球覆蓋厚厚的大氣層,而且還有磁場幫忙罩著。若在海平面高度,所有致命輻射幾乎都被太氣層吸收得差不多。假使只是搭一般飛機飛越美國,我們每小時會額外承受一毫侖目(millirem)的輻射量,相當於每搭一次飛機就照一次牙齒X光。太空人在飛往火星的路上,勢必得穿過環繞地球的輻射帶,此舉可能令他們暴露在過量輻射之下,提高罹病率、提早老化或引發癌症。以一趟為期兩年的行星際旅行為例,太空人會比地球上的同胞多承受兩百倍的輻射量。(若以另一個數字補充說明,即太空人餘生罹癌的機率會從百分之廿一上升到百分之廿四。雖然改變的幅度不大不小,但若和太空人可能遭遇的更大危機相比──譬如直接失事或其他意外──根本是小巫見大巫。)

而外太空的宇宙射線有時甚至強烈到肉眼可見一一太空人的眼球內液遭次原子粒子離子化時,他們真的會看見細小閃光。我訪問過幾位有過這種經驗的太空人,據他們描述,閃光看起來很漂亮,卻可能對眼睛造成嚴重的輻射傷害。

二○一六年,學界捎來「太空輻射可能傷腦」的壞消息。加州大學爾灣分校(UC Irvine)的科學家將小鼠暴露在高劑量輻射下(相當於兩年太空旅行可能接收的輻射量),結果在大腦發現不可逆轉的損傷。小鼠會出現行為問題,變得焦躁失能。上述這些實驗起碼確定了一件事:必須給予太空人適當的遮蔽防護。

此外,太空人還得擔心強大的太陽閃焰。一九七二年,阿波羅十七號準備就緒、即將降落執行任務之際,一道劇烈的太陽閃焰劈向月球表面。假使當時太空人已經在月球走動,可能當場喪命。太陽閃焰和隨機出現的宇宙射線不同,可從地球追蹤,因此地球上的人可能在閃焰發生前數小時,便能提前警告太空人。過去也曾有過類似事件:國際太空站的太空人獲知太陽閃焰即將來襲,遂依指示前往站內防護力較佳的區域避難。

然後還有微隕石這個小麻煩。微隕石可能畫破太空船外殼。仔細檢查太空梭看似光滑的表面,你會發現上頭布滿無數微隕石撞擊的痕跡。一顆郵票大小、時速六萬四千公里的微隕石,可在火箭表面撞出一個洞、迅速導致艙內失壓。因此,將太空船內分成多個不同艙室,或許是比較明智的做法。如此一來,艙壁穿孔的區域也能迅速封閉、與其他艙室隔開。

心理方面的困擾也會成為另一種障礙。在一段看似無盡綿長的時間裡,和一小群人關在又小又擠的艙房中,無疑也是一大挑戰。就算做過一大堆心理測驗,我們還是無法準確預估人類會如何協調合作、或甚至會不會合作。到頭來,你這條小命或許全繫於某個處處惹毛你的傢伙哩!本文節錄自:《離開太陽系:移民火星、超人類誕生到星際旅行,探索物理學家眼中的未來世界》一書,加來道雄著,時報出版。

關鍵字: 生活科技閱讀

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