星际旅行中的时间魔法——冬眠

一位艺术家为NASA在2002年进行的人类外行星探索（HOPE）木卫四概念任务（载有6名宇航员，为期5年的飞行）所创作的载人飞行器。欧空局研究人员表示，如此长时间的飞行任务将有必要让人类机组人员使用冬眠系统。（图源：NASA美国航天局/RASC革命性的航空航天系统概念项目组/LRC兰利研究中心）

未来，宇航员的睡眠时间可能会超过晚上正常就寝时间的几个小时。睡眠可能会帮助他们抵达其他星球，但是不可否认，他们不得不睡相当长的时间。

欧洲的研究员们正在进行冬眠试验，这将帮助他们理解人类是否能够在飞到外行星甚至更远的行程中一直保持睡眠。

欧空局的马克·艾尔在一次邮件采访中说道：“目前，调查的水平还仅仅局限于推测”，“（我们）对这一主题的兴趣源于这样的认知，即如果这是一项有效的技术，它也许会让深空载人飞行成为可能。”

这科幻一般的技术已经不再遥不可及。研究人员已经能用化学的方法使活细胞处于类似静止的状态，并且已经能转移到小型的、非冬眠的哺乳动物身上，比如老鼠。

意大利帕维亚大学的一名冬眠研究员，马可·比吉奥格拉说“我们正在提供一些冬眠领域内最前沿、最基础的研究”，他补充道，他和来自意大利不同大学的两名同事正在为欧空局研究冬眠机制。

艾尔是位于荷兰诺德维克欧空局高级概念团队的研究员，他说理论上的人类冬眠系统有朝一日会为人类长时间的太空飞行节省大量空间。

艾尔说：“这样做主要减少的是宇航员在心理上所需的加压量。”他还补充说，冬眠的机组人员还可以大幅减少多年航程所需的消耗补给数量。

睡眠科学

冬眠的动物，如熊或土拨鼠，要么进入完全冬眠状态，有效地长时间睡眠，要么进入迟钝状态，这是一种周期性睡眠，在冬季会多次醒来。

“所有这些都属于高代谢停滞期，你会降低新陈代谢、能量消耗和能量需求，”比吉奥格拉告诉网站，“这是一种适应机制。”

比吉奥格拉和他的同事利用一种名为DADLE的物质在细胞培养中创造了一种类似冬眠的状态，这种物质具有类似麻醉剂的特性，类似于人脑中产生的一系列分子。

在细胞中，DADLE减少了增殖和遗传物质的转录，有效地让细胞进入睡眠状态。

比吉奥格拉说：“最有趣的是，你可以通过移除分子来逆转一切”， “至少在细胞培养中，可以降低副作用的风险。”

短期任务不一定适用。

然而，医学研究只是潜在的太空休眠系统需要考虑问题的其中之一，还有工程方面的问题需要考虑。

艾尔在谈到一名冬眠的宇航员时说：“这将是一个问题，因为冬眠时宇航员无法对火灾等突发事件做出反应。” 这将要求船上的自动化程度足以应对这些风险。”

还有一个挑战是为人类设计一个合适的冬眠室（动物为自己睡觉而造的保护所或巢）。

正如欧空局研究人员所设想的那样，这样一个庇护所将为冬眠提供合适的环境——比如合适的温度——并在宇航员非冬眠阶段充当一张床。艾尔说，它还必须保护宇航员免受太阳耀斑的影响，监测生命功能，并满足冬眠者的生理需求。

虽然处于休眠状态的宇航员消耗更少的燃料、水和其他物质，需要的活动空间也更少，但休眠系统仍然是一个相当大的硬件。

艾尔说, “在长期的飞行任务中，相关的质量和体积的占用仍然相当可观”。

考虑到这些挑战，欧空局研究人员说确保宇航员在载人航空飞行中使用冬眠系统是一项伟大的尝试。对此，他们说即使是2年期的之旅，从时间上来说都还不足以完成这一挑战。

然而，艾尔说，一个遥远的外行星载人飞行任务，如美国宇航局研究的载6人的木卫四人类外行星探索（HOPE）任务，是完成这一挑战的潜在的候选任务。

美国宇航局的革命性航空航天系统概念（RASC）小组在2002年进行了一项概念性研究——木卫四人类外行星探索（HOPE）；该项目预计在2045年或更晚的时候，将六名人类送往木卫四，这项任务预计需要长达5年的飞行，最终到达后在木卫四表面停留30天。

美国宇航局发言人多洛雷斯·比斯利说，宇航局生物和物理研究办公室的生物航天研究部门目前没有为未来的人类太空任务进行冬眠研究。

老鼠当先，人类必须紧随其后！

随着细胞培养研究的开展，比吉奥格拉和他的同事们现在正在实验室老鼠身上研究DADLE的效果，预计到2004年底会有结果。

然而这项研究还有很长的路要走。

比吉奥格拉说，一个主要的挑战是，细胞培养可以是非常简单的系统，而器官——然后是作为活体一起工作的器官——是复杂的。

“这就像从一台简单的苹果电脑变成了一台超级电脑，” 比吉奥格拉说。“我们不是在让人类冬眠的路上，我们离冬眠还很远。”

尽管仍面临挑战，比吉奥格拉仍然可以看到人类冬眠系统的潜在有效的好处。

他说，给人的心脏或肺注射冬眠诱导剂，可以在移植时使器官保存更长的时间（对比现有的保存方法），并补充说，严重受伤的人，士兵或警察可以进入冬眠状态，直到他们被送进医院进行治疗。

“显然，对于科幻小说或欧空局来说，他们考虑的是太空探索，” 他说，“但是在其他的多种情况下，冬眠也是非常有用的。”

BY:Tariq Malik

FY: fuuin

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