《太空旅客》中的冬眠科学与现实并不遥远

在人类前往另一个星球之前——这一天可能很快就会到来——需要回答一个问题：宇航员将如何度过为期数月或数年的星际旅行？

在今天上映的电影《太空旅客》中，超过 5,000 人登上阿瓦隆号星舰，开始了为期 120 年的旅程，前往一个名为 Homestead II 的新世界。在发射之前，他们每个人都进入了一个“休眠舱”，通过药物和环境控制，他们进入假死状态。从本质上讲，他们应该在长达一个世纪的旅程中除了四个月之外一直处于睡眠状态。

目前，人类还远未准备好进行吉姆·普雷斯顿（克里斯·普拉特饰）和奥罗拉·莱恩（詹妮弗·劳伦斯饰）的星际之旅，但这种科幻冬眠技术实际上植根于当今的现实。美国宇航局正在资助 SpaceWorks Enterprises 的研究，该公司旨在通过类似于《太空旅客》中描述的过程让宇航员进入人工冬眠状态。

美国国家航空航天局 (NASA) 的“火星之旅”计划计划在 2030 年代实现载人火星探测任务，SpaceWorks 总裁兼首席运营官约翰·布拉德福德 (John Bradford) 认为休眠技术可以为首次任务做好准备。

工作原理

为了启动（或者说停止）人工冬眠，SpaceWorks 会将人体核心温度降至 32 摄氏度，然后注射镇静剂，阻止人体自然防御寒冷——颤抖。当患者因缺血而需要更多时间恢复时，医院会采用这种称为“治疗性低温”或“目标体温管理”的做法，例如心脏骤停等创伤性损伤。降低体温会使患者进入类似无意识的状态，并起到神经保护作用，减缓其代谢率，降低缺血性损伤（因缺血导致缺氧和其他营养物质而导致的组织损伤）的风险。一旦患者恢复，医生就可以让他重新暖和起来，并治疗其他损伤。

然而，患者通常只能保持这种状态几天；迄今为止最长的测试是在中国进行的一项为期 14 天的研究，该研究显示患者没有出现任何持久或负面的副作用。布拉德福德认为 SpaceWorks 可以改进现有技术，延长健康人的这一时间。

“它比听起来更接近现实，但仍然存在很多问题，还有很多发展需要进行，”他承认。

布拉德福德表示，与《太空旅客》中一次长时间的冬眠不同，机组人员将经历交错的两周休眠期。经过两周的冬眠后，一名机组人员将被复苏，恢复几天，然后再次进入冬眠周期。“我们的医疗团队更关心任何一个周期的持续时间，而不是重复周期，”布拉德福德说，“因为这似乎不会对恢复期产生任何持久或长期的影响。”

在《太空旅客》中，一台计算机监控着飞船及其乘客的运行情况。但在现实生活中，布拉德福德表示，在最初的试验期间，总会有至少一个人保持清醒，照顾机组人员和系统。不过，随着技术的进步，SpaceWorks 希望逐步延长持续时间，直到能够在整个火星运输过程中让宇航员处于悬浮状态。一条充满营养液的静脉输液管（称为“全肠外营养”）将在宇航员昏迷时为他们提供维持生命的能力。

与 Homestead 公司（在《太空旅客》中制造和运营阿瓦隆号）不同，SpaceWorks 不会阻止衰老过程并延长人类寿命。因此，阿瓦隆号的乘客抵达新殖民地时，年龄将比离开地球时大 120 岁。

但这项技术可以让长时间太空飞行变得更加高效。尽管阿瓦隆号因其规模和魅力而被拿来与泰坦尼克号相提并论（也因其在沉船上讲述的爱情故事而被拿来与电影《泰坦尼克号》相提并论），但 SpaceWorks 正在积极努力减少每个人在飞船上所需的空间。

如果宇航员睡着了，就不需要在生活区、住宿、食物等方面投入太多资源，而是可以投入更多资源来加快旅行速度并保护宇航员，比如更厚的辐射屏蔽。“我们这样做是为了减少人们所需的食物和消耗品，并能够在狭小的空间内安置人们，”布拉德福德说。SpaceWorks 认为，根据配置的不同，它可以将 NASA 航天器的重量减少 52% 到 68%。

小型航天器可以使探索宇宙的成本大大降低，从而让我们更接近现实生活中的行星际探索。