人类火星任务的垫脚石！月球和国际空间站教会了我们什么？

美国国家航空航天局宇航员凯伦·尼伯格(Karen Nyberg)在国际空间站使用一个眼底镜来检查她的眼睛是否患有与太空飞行有关的健康问题。(图片：©NASA)

上周四(5月16日)，几名研究人员于华盛顿举行的人类登陆火星峰会上表示，美国国家航空航天局(NASA)推动2024年人类登陆月球的计划、以及该机构正在进行的国际空间站(ISS)研究可能为火星任务提供了良好的模拟环境。

一组来自太空机构、私人航天公司和世界各地其他组织的研究人员讨论了如何为火星任务做好最好的准备。与去月球旅行相比，火星旅行还多了几个额外的风险，其中的一个风险是：火星上的人类将不得不在可能含有火星微生物的火星表面生活很长一段时间。

休斯顿NASA约翰逊航天中心(Johnson Space Center)轨道综合设施首席科学家朱莉·罗宾逊(Julie Robinson)说，对国际空间站的研究已经帮助NASA制定了计划，以减轻将人类送上火星的部分风险。例如，研究人员已经花了这20年中的大部分时间来研究微重力对人体的影响，其中包括肌肉萎缩和骨骼衰弱、体液转移和心血管功能失调。

罗宾逊说，由于国际空间站进行的研究，这些太空健康问题的风险现在已经降低了。与还没发射国际空间站的20年前相比，我们现在已经更加了解微重力对人体的影响，但是火星任务仍然面临着很大风险，“当我们考虑所有可以执行的设计参考任务的风险时……风险最高的还是人类火星任务，”她说。

罗宾逊补充说，美国宇航局的登月计划将会为国际空间站的任务提供有用的数据，因为这些任务也会完全在微重力环境下进行。通过观察人们在月球环境中如何适应重力，科学家们可以想出一个为在火星上工作做好准备的办法。在月球上，宇航员的体重只有地球的六分之一，而比月球稍大一些的火星，其引力约为地球引力的38%。

德国航空航天中心(DLR)的一位代表和杜克大学(Duke University)的另一位代表也提到了类似人类火星任务的月球和国际空间站任务，尽管他们的谈话(下文将进行讨论)集中在其他主题上。

火星潜在生命可能是一个威胁

美国宇航局行星保护官员丽莎·普拉特说，火星上最大的未知数就是潜在的火星生命。普拉特的工作是领导一个团队，以降低地球设备污染火星表面的风险，并防止有害的火星微生物在未来的采样返回任务中被带回我们的星球。

从火星这样的地方带回样本现在距离我们还太遥远，但未来“比你想象的更近，”普拉特说。NASA的计划要求最早在2026年进行第一次火星样本返回任务，这给了NASA大约5年的时间来开发合适的技术，然后再最终完成飞行。NASA明年发射的火星2020漫游车任务将会为2026年的样本返回任务储存火星样本。

普拉特说，我们对火星生命的许多不确定性缘于我们不知道火星的地下有什么。她说：“我们对火星表面下的蒸汽洞穴或含盐地下水存在不确定性。”例如，某些细菌可以在高盐环境中茁壮成长，而盐也可以使液态水在更冷的温度下流动，这与我们在火星表面发现的情况相一致。

普拉特还担心地球的微生物可能会污染火星环境。尽管研究还在进行中，但“我们不知道有什么东西在那里，”她在谈到航天器上的微生物时说，“我们对那些能够在洁净室组装过程中存活、并且登上宇宙飞船并发射升空的生物体知之甚少。”

她补充说，虽然地球和火星之间的高辐射无氧太空运输环境可能会杀死一些微生物，但有多少微生物能够存活下来还不清楚。

地球研究

虽然太空环境为研究人类在火星任务期间的行为提供了更好的模拟环境，但在地球上进行的研究对帮助研究人员了解人类所面临的风险也很重要。Ruth Hemmersbach说，辐射、微生物、废物管理、人类健康和人类表现是DLR研究的四个主要领域。Ruth是该机构引力生物学部门的负责人，也是该机构航空医学研究所的副所长。

她说：“我认为我们不仅有必要在太空中进行实验，我们还必须在地面上可能存在的微重力环境中针对这些可能性进行实验。”其中一个例子是一个独特的DLR测试工具Envihab;它使用“卧床休息研究”方法，即患者每次卧床数月，研究人员观察他们的身体变化。在这种受控环境中，研究人员可以很容易地改变光和大气条件等参数，然后再观察人们的反应。一个活跃的研究领域是观察人类在太空中发生的视觉变化(国际空间站上的宇航员已经经历过这种变化)。

在杜克大学担任急诊医学和机械工程助理教授的丹尼尔·巴克兰(Daniel Buckland)指出，现在的宇航员往往是由非常健康的人组成，所以他们不一定能代表整个人类群体;他敦促航天机构考虑采取对策，让更多普通人参与到研究中来。

巴克兰说：“如果最优秀的植物学家或地质学家因为糖尿病而不能去火星，那将会是对他们潜力的巨大浪费。目前太空医学的模式是尽可能选择最健康的人进行太空任务，而这限制了能够去火星表面进行实验的人。”

内分泌学家、老年医学专家、女性健康专家萨拉琳·马克(Saralyn Mark)曾在美国宇航局(NASA)担任高级医学顾问，她说，目前有更多的研究正在进行当中，内容涉及基于性别的医疗保健研究，包括不同性别的人类如何应对太空飞行的压力。萨拉琳现在是iGIANT的总裁，一个专注于进行针对性别和性特定元素研究的非盈利组织。

她补充说，这个想法并不是要在太空健康方面制造一场“性别之战”，而是要把重点放在针对生物男性和女性的太空对策上(她指出，这些类别与性别的心理社会结构不同)。例如，男性在太空中的视觉障碍往往比女性更严重，这可能是因为男性宇航员往往比女性宇航员年龄大，或者是因为女性的雌性激素可能比男性的睾酮更能保护眼睛。

2019年人类登陆火星峰会的所有会议都将在该组织的网站上存档。