我们可能正在进入载人航天研究的复兴时期,因为前往太空的公民人数创下了历史新高,科学家们也在不断改进收集这些无畏的试验对象数据的技术。本周早些时候,《自然》(Nature)杂志发表了一批论文,详细描述了近三年前由四人组成的"灵感4号"(Inspiration4)机组人员所经历的身体和精神变化。
这次任务是与SpaceX 合作进行的,于 2021 年 9 月 15 日发射升空,三天后返回地球。
在任务期间,机组人员经历了一系列微小的分子变化、免疫系统失调以及认知能力的轻微下降。但是,研究人员之所以能够分析这些数据(超过 10 万个与健康相关的数据点),是因为这四人小组首先能够可靠地收集这些数据。
这是一项超乎想象的成就。Inspiration4机组人员接受了大量的训练,其中很大一部分是与 SpaceX 公司合作完成的,SpaceX 提供了"载人龙"太空舱供他们在轨道上飞行。但他们的准备工作与美国国家航空航天局(NASA)在国际空间站上的宇航员相比仍有很大差距,后者还定期对自己进行一系列健康测试。这些测试包括超声波、认知测试、活检、血液和唾液测试、皮肤拭子和感觉运动测试。
多里特-多诺维尔博士在最近的一次采访中说:"你可以在太空中与私人进行研究,这是[研究]的首要成果。"多诺维尔博士是发表在《自然》杂志上的其中一篇论文的共同作者,也是贝勒大学太空医学中心的副教授。她还是美国国家航空航天局(NASA)资助的太空健康转化研究所(TRISH)研究联盟的执行主任,该联盟开展并资助尖端研究,以改善人类在太空中的安全。
"没有人确信我们能够收集到合理数量的数据,确信我们能够实施它,确信从未接触过科学研究的普通人能够做一些我们真正能够分析的事情,"她在谈到 Inspiration4 任务时继续说道。
在某些显而易见的方面,Inspiration4 的队员们远非普通人:任务负责人贾里德-艾萨克曼(Jared Isaacman)是一位亿万富翁,16 岁时就创办了一家支付处理公司;海莉-阿克诺克斯(Hayley Arcenaux)是世界著名的圣裘德儿童研究医院(St. Jude Children's Research Hospital)的一名医生助理;希安-普罗克特(Sian Proctor)是一名拥有博士学位的飞行员,在大学教授地质学;克里斯托弗-森布洛斯基(Christopher Sembroski)曾是美国空军的一名工兵,长期的航空航天工程师生涯让他来到了现在的工作单位--蓝色起源公司(Blue Origin)。
然而,他们仍然是作为太空飞行新手来到 Inspiration4 的。这意味着 TRISH 的研究人员必须想出一套只需极少培训就能进行的测试方法。Inspiration4的乘员还佩戴了Apple Watch,太空舱还安装了环境传感器,研究人员能够将这些传感器与其他测试结果关联起来。多诺维尔博士说,将数据关联起来是"不寻常的",但这让研究人员对密闭环境的变化如何影响心率或认知能力等问题有了独特的见解。
总之,研究人员正试图将测试数字化,并使更多的数据收集工作被动化,以降低私人宇航员的认知开销。(美国国家航空航天局的宇航员也进行认知测试,但他们使用的是纸笔)。
在未来十年中,前往太空的公民人数几乎肯定会增加,收集这些信息将变得至关重要。研究人员将能更好地了解太空飞行对那些不符合典型 NASA 宇航员模式的人的影响:男性、白人、身体和认知能力都在前几名的人。但只有未来的太空游客愿意收集数据,他们才能做到这一点。
更多的数据意味着可以更好地了解太空飞行对女性和男性的影响,或者可以帮助未来患有先天性疾病的太空游客了解他们在零重力环境中的情况。Inspiration4 的研究结果很有希望,尤其是对太空旅游而言:TRISH的论文发现,根据这次任务的数据,短期任务不会带来重大健康风险。这一最新的初步发现补充了现有的数据,即在太空中长期停留--在这种情况下,340 天--可能不像曾经推测的那样危险。
多诺维尔博士说,到目前为止,从Axiom Space到SpaceX再到Blue Origin等商业供应商都非常愿意与TRISH合作,并同意对各自任务中收集的数据进行标准化和汇集。
她补充说:"他们都在争夺这些人(作为客户),但这可以让他们为共同的知识库做出贡献。"
这仅仅是个开始。非政府航天飞行任务的增加提出了与人类太空研究的规范、伦理和监管有关的重大问题。虽然前往太空的私人可能比以往任何时候都多,但他们是否有兴趣为推进科学研究而充当小白鼠?支付 5000 万美元享受豪华太空旅游体验的私人宇航员是否愿意在轨道上对自己进行超声波检查或仔细测量自己暂时性的认知衰退?
可能是,也可能不是。去年,多诺维尔与他人在《科学》杂志上共同发表了一篇文章,呼吁制定一套指导商业航天任务的原则。作者呼吁的原则之一是社会责任--从本质上说,私人宇航员可以说对推进这项研究负有更多的社会责任。
"如果你要去太空,你就是躺在使你能够进入太空的所有公共资金的桂冠上。纳税人为所有这些太空能力支付了费用,这些能力使你们现在能够进入太空。所以,你们欠纳税人的研究。她补充说,可穿戴技术的进步只是减轻了研究参与者的负担--不仅仅是 Apple Watch,还有像Biobutton 设备这样的技术。我们不会让你痛苦,不会用针扎你,也不会让你做超声波检查,但你要戴上生物纽扣,贴上汗贴。"