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雙胞胎宇航員一天一地做實驗

時間:2015年07月31日 信息來源:雙胞胎宇航員,實驗 點擊:2959 字體:


斯科特·凱利和馬克·凱利是一對雙胞胎兄弟,也是目前僅有的一對均進入過太空的雙胞胎宇航員。兩人分別多次執(zhí)行太空飛行任務(wù)、駐守國際空間站。

今年3月份,兄弟二人即將開啟一項史無前例的新任務(wù):斯科特再次進入太空生活一年,馬克則留守地面,兩人同步接受美國航天局(nasa)的對比科學(xué)實驗,以研究長期太空飛行對人體的影響。

【天地對比】

凱利兄弟現(xiàn)年50歲,是一對同卵雙胞胎。馬克是哥哥,比斯科特早出生6分鐘。美國航天局選擇他們作為對比實驗對象,就是看中兩人基因一致,脾氣性格相似,且都具備太空飛行和生活經(jīng)驗。

按照目前計劃,斯科特將于3月28日乘坐俄羅斯“聯(lián)盟”號飛船,從位于哈薩克斯坦的拜科努爾發(fā)射場升空。與他同行的是俄羅斯航天員米哈伊爾·科爾尼延科。兩人在空間站生活一年,定于2016年返回地球。

在斯科特出發(fā)前、駐守太空一年期間以及返回地球后,研究人員將定期采集他和馬克的血液、體液和排泄物樣本,同步監(jiān)控他們的心血管功能、血氧、血量、骨密度、細胞老化、視力、體內(nèi)菌群等指標的變化。

研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn),長時間處于失重狀態(tài)會給宇航員的生理帶來各方面影響,導(dǎo)致人體機能衰退。首先,肌肉力量會變?nèi)酰绕涫切⊥?、四頭肌、頸部和背部肌肉,因為這些部位是支撐人體抵抗重力的“主力”,而一旦沒了重力,肌肉不用再“工作”,自然會日益松懈、無力。出于同樣原因,心臟跳動也不需像在地面上那么強勁有力,從而影響心血管功能。

宇航員的皮膚可能變薄,失去彈性,變得更加敏感:傷口不易愈合,更易感染。骨骼中的礦物質(zhì),比如鈣質(zhì),會流失嚴重,導(dǎo)致骨頭變脆。而這些流失的鈣質(zhì)可能因失重而匯聚到體內(nèi)某處,形成結(jié)石。

此外,長期在太空生活,人的視力也會受損。由于體液往上集中,顱內(nèi)壓力增加,壓迫眼球和視神經(jīng),宇航員的眼球可能逐漸被壓平,形成遠視眼。

nasa早已留意這些生理變化并展開研究,但以往研究都只能局限于單個宇航員上天前后的對比,不能有效排除人體本身自然老化的因素干擾,因此無法斷定到底哪些生理影響是由單純的太空失重環(huán)境造成,且影響程度具體有多深。

而如今,借助凱利兄弟“一人在天、一人在地”的對比數(shù)據(jù),科學(xué)家有望排除干擾,獲得更準確研究結(jié)果。這些研究成果,將有助于了解人體對嚴酷太空環(huán)境的反應(yīng)和適應(yīng)能力,降低人類今后進軍月球軌道、小行星乃至火星時所面臨風(fēng)險。

【心靈相依】

為期一年的太空生活中,斯科特的心理和情緒狀態(tài)也是科學(xué)家的研究目標。心理學(xué)家將通過私密對話等途徑,定期監(jiān)測斯科特的認知能力、精神狀態(tài)、心理壓力等?! asa心理學(xué)認為,斯科特雖然是多次執(zhí)行太空任務(wù)的“老兵”,但此次要在太空逗留一年,時間畢竟不短,要尤其警惕“四分之三效應(yīng)”。

“四分之三效應(yīng)”是指在長時間任務(wù)的四分之三時段,任務(wù)執(zhí)行者往往容易出現(xiàn)較大心理波動,產(chǎn)生疲憊、厭倦、煩躁等心理問題。

心理學(xué)家艾爾·霍蘭德說:“斯科特曾完成6個月的太空任務(wù),我們已經(jīng)掌握他的一些心理數(shù)據(jù)。但這并不是一個簡單的線性問題,就像跑全程馬拉松完全不同于跑兩個半程馬拉松?!?/p>

斯科特曾在國際空間站上駐站半年,執(zhí)行過兩次航天飛機飛行任務(wù),前后在太空逗留共180天。為了即將來臨的這次新任務(wù),他必須再次告別自己位于休斯敦的家、兩個女兒,以及在nasa工作的女朋友阿米科·考德爾。

幸運的是,這一次,他無需承受與雙胞胎兄弟馬克之間的分離。他可以隨時與留守在休斯敦地面指揮中心的馬克通話、發(fā)送電子郵件。

“這是一項危險的工作,”馬克說,“公眾可能并不清楚(太空任務(wù))有多危險,但好在這次斯科特能隨時和我溝通交流,他有一個經(jīng)歷過這項工作的人可依靠?!?/p>

凱利兄弟之間“跨越天地”的彼此慰藉和幫助并非頭一次。2011年1月,斯科特上一次執(zhí)行太空任務(wù)期間,馬克的妻子、前民主黨聯(lián)邦眾議員加布麗埃勒·吉福茲在亞利桑那州圖森市與支持者見面時遭槍擊受傷。nasa把消息告知在國際空間站的斯科特,隨后安排他與馬克通話。

“能給我最大安慰的一個人,那時卻不在地球上,”馬克如是回憶當時的心情。

【手足情深】

凱利兄弟從小都對太空充滿幻想和向往,曾夢想一起建造飛機和火箭。和其他雙胞胎一樣,童年時他們穿得一模一樣,用只有彼此才明白的語言交流?!吧洗髮W(xué)前,我們做什么事都形影不離,連闖禍也一起闖,”馬克說。

80年代末,兄弟二人一起參軍,成為海軍飛行兵,被派往航空母艦上服役。服役期滿后,兩人都順利完成飛行中隊任務(wù),成為海軍試飛員。

1995年,他們雙雙申請參加nasa的太空任務(wù)。第二年,兩人都如愿穿上橙色太空服,成為nasa的航天飛機飛行員。

1999年至今,凱利兄弟先后執(zhí)行7次太空任務(wù)。馬克說,他和斯科特從來沒有一起執(zhí)行過任務(wù)。盡管nasa沒有明文規(guī)定,但他心里明白,這是為了避免一旦意外發(fā)生,“我們的孩子會同時失去父親和叔叔”。

身為目前全球僅有的一對進入過太空的雙胞胎宇航員,凱利兄弟以此為傲。兩人有時也會在這個話題上互相“攀比”,打趣對方。

“斯科特先飛,但我接連飛行兩次,然后他才開始第二次飛行。我的第三次飛行任務(wù)也比他早,”馬克說。已經(jīng)從nasa退休的馬克曾先后執(zhí)行過4次飛行任務(wù),總計54天。

斯科特不甘示弱,向馬克繪聲繪色描述他在空間站工作159天期間如何遭遇頑固的眼部痙攣?!把鄄刊d攣是什么感覺?”馬克問?!澳銢]經(jīng)歷過?”斯科特反問。“沒有?!薄芭?,那是你飛得不夠久。”(張代蕾)(新華社特稿)

相關(guān)鏈接:太空“居民”時長紀錄

人類逗留太空最長時間紀錄由俄羅斯航天員瓦列里·波利亞科夫保持,他于1994年至1995年在俄羅斯“和平”號空間站駐留438天。

美國宇航員中,太空生活時間最久的是邁克爾·洛佩斯—阿萊格里亞。2006年至2007年期間,他在國際空間站停留215天。(張代蕾)

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