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雙胞胎宇航員一天一地做實(shí)驗(yàn)

時(shí)間:2015年07月31日 信息來(lái)源:雙胞胎宇航員,實(shí)驗(yàn) 點(diǎn)擊:3095 字體:


斯科特·凱利和馬克·凱利是一對(duì)雙胞胎兄弟,也是目前僅有的一對(duì)均進(jìn)入過(guò)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(guó)際空間站。

今年3月份,兄弟二人即將開啟一項(xiàng)史無(wú)前例的新任務(wù):斯科特再次進(jìn)入太空生活一年,馬克則留守地面,兩人同步接受美國(guó)航天局(nasa)的對(duì)比科學(xué)實(shí)驗(yàn),以研究長(zhǎng)期太空飛行對(duì)人體的影響。

【天地對(duì)比】

凱利兄弟現(xiàn)年50歲,是一對(duì)同卵雙胞胎。馬克是哥哥,比斯科特早出生6分鐘。美國(guó)航天局選擇他們作為對(duì)比實(shí)驗(yàn)對(duì)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(yàn)。

按照目前計(jì)劃,斯科特將于3月28日乘坐俄羅斯“聯(lián)盟”號(hào)飛船,從位于哈薩克斯坦的拜科努爾發(fā)射場(chǎng)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(xì)胞老化、視力、體內(nèi)菌群等指標(biāo)的變化。

研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)時(shí)間處于失重狀態(tài)會(huì)給宇航員的生理帶來(lái)各方面影響,導(dǎo)致人體機(jī)能衰退。首先,肌肉力量會(huì)變?nèi)酰绕涫切⊥?、四頭肌、頸部和背部肌肉,因?yàn)檫@些部位是支撐人體抵抗重力的“主力”,而一旦沒(méi)了重力,肌肉不用再“工作”,自然會(huì)日益松懈、無(wú)力。出于同樣原因,心臟跳動(dòng)也不需像在地面上那么強(qiáng)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(huì)流失嚴(yán)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(zhǎng)期在太空生活,人的視力也會(huì)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(yuǎn)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(gè)宇航員上天前后的對(duì)比,不能有效排除人體本身自然老化的因素干擾,因此無(wú)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(duì)比數(shù)據(jù),科學(xué)家有望排除干擾,獲得更準(zhǔn)確研究結(jié)果。這些研究成果,將有助于了解人體對(duì)嚴(yán)酷太空環(huán)境的反應(yīng)和適應(yīng)能力,降低人類今后進(jìn)軍月球軌道、小行星乃至火星時(shí)所面臨風(fēng)險(xiǎn)。

【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(biāo)。心理學(xué)家將通過(guò)私密對(duì)話等途徑,定期監(jiān)測(cè)斯科特的認(rèn)知能力、精神狀態(tài)、心理壓力等?! asa心理學(xué)認(rèn)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(shí)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(zhǎng)時(shí)間任務(wù)的四分之三時(shí)段,任務(wù)執(zhí)行者往往容易出現(xiàn)較大心理波動(dòng),產(chǎn)生疲憊、厭倦、煩躁等心理問(wèn)題。

心理學(xué)家艾爾·霍蘭德說(shuō):“斯科特曾完成6個(gè)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(gè)簡(jiǎn)單的線性問(wèn)題,就像跑全程馬拉松完全不同于跑兩個(gè)半程馬拉松。”

斯科特曾在國(guó)際空間站上駐站半年,執(zhí)行過(guò)兩次航天飛機(jī)飛行任務(wù),前后在太空逗留共180天。為了即將來(lái)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(gè)女兒,以及在nasa工作的女朋友阿米科·考德爾。

幸運(yùn)的是,這一次,他無(wú)需承受與雙胞胎兄弟馬克之間的分離。他可以隨時(shí)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(xiàng)危險(xiǎn)的工作,”馬克說(shuō),“公眾可能并不清楚(太空任務(wù))有多危險(xiǎn),但好在這次斯科特能隨時(shí)和我溝通交流,他有一個(gè)經(jīng)歷過(guò)這項(xiàng)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(shí)遭槍擊受傷。nasa把消息告知在國(guó)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(gè)人,那時(shí)卻不在地球上,”馬克如是回憶當(dāng)時(shí)的心情。

【手足情深】

凱利兄弟從小都對(duì)太空充滿幻想和向往,曾夢(mèng)想一起建造飛機(jī)和火箭。和其他雙胞胎一樣,童年時(shí)他們穿得一模一樣,用只有彼此才明白的語(yǔ)言交流。“上大學(xué)前,我們做什么事都形影不離,連闖禍也一起闖,”馬克說(shuō)。

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(duì)任務(wù),成為海軍試飛員。

1995年,他們雙雙申請(qǐng)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(jī)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(shuō),他和斯科特從來(lái)沒(méi)有一起執(zhí)行過(guò)任務(wù)。盡管nasa沒(méi)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(huì)同時(shí)失去父親和叔叔”。

身為目前全球僅有的一對(duì)進(jìn)入過(guò)太空的雙胞胎宇航員,凱利兄弟以此為傲。兩人有時(shí)也會(huì)在這個(gè)話題上互相“攀比”,打趣對(duì)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(shuō)。已經(jīng)從nasa退休的馬克曾先后執(zhí)行過(guò)4次飛行任務(wù),總計(jì)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(jué)?”馬克問(wèn)。“你沒(méi)經(jīng)歷過(guò)?”斯科特反問(wèn)?!皼](méi)有。”“哦,那是你飛得不夠久。”(張代蕾)(新華社特稿)

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人類逗留太空最長(zhǎng)時(shí)間紀(jì)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(hào)空間站駐留438天。

美國(guó)宇航員中,太空生活時(shí)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(guó)際空間站停留215天。(張代蕾)

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