50 万美元奖金和一对双胞胎:NASA 的「太空安全探索计划」

摘要

太空辐射、强重力...太空那么危险,宇航员们能安全归来吗?

实现探索太空的梦想有多艰险不用我赘言,想想挑战者号和哥伦比亚号上殒命的 16 位宇航员就知道了。对于这些带着人类走向太空的梦想的勇士,尽全力确保他们的生命安全应该是这个行业内所有人的共识。

而相比这种完全能够避免的人为爆炸事故,太空辐射等隐性的伤害也许更加难以防范,技术难度就更高。NASA 作为全球在太空探索方面最有影响力的机构,他们当然也在这方面想了很多办法。

从设立奖金和挑战赛从「民间」寻找解决方案,到自己派出英勇的宇航员上太空「以身试法」,也许未来的宇宙探险者们可以更安全地飞向更远的太空了。

一次挑战赛避免让宇航员们亲自充当「小白鼠」

今年 6 月的时候,NASA 和非营利组织 Methuselah 基金会的新器官联盟(New Organ)发起了一项挑战赛,以 50 万美元为奖金,试图去推进生物工程领域的科研进展。当时有三支队伍成为了赢家,分走了这 50 万美元的奖金,但他们创造的价值也许会大大超过 50 万美元这个数字。

NASA 发起的这项挑战赛的名称叫做「血管组织挑战赛」(Vascular Tissue Challenge),其最主要的目的就是希望生物工程师们能够创造出人体器官的精准模型以供太空研究,这能够避免宇航员们亲自上太空充当「人体小白鼠」。

捕获NASA太空挑战奖.PNG

寒冷、黑暗的宇宙环境充满着各种危险,比如宇宙辐射。而 NASA 的重要需求之一就是去了解宇航员们在太空中的的生理和心理健康状况,然而这些在地面上的实验中都不能得到最准确的结果。

而人体是由各种器官组成的,而器官又是由各种组织构成,而组织又是由细胞构成…这一层层下来最终形成了人的身体。而在实验室中培育的生理上准确无误的器官组织能够帮助科学家们在各种重力、射线及压力环境下进行科研测试而不必伤及人类。

当然,现阶段已经有不少类似的技术能够接近类似的结果了,比如 3D 打印技术就在朝着这方面前进,不过可能还无法完全满足 NASA 的需求。比如在这次的挑战赛中,NASA 的一个重要指标就是「厚」。

参赛者们需要做出至少 1 厘米厚的血管组织,并且让所需细胞的存活度在 30 天的时间内维持在 85% 以上。同时,这些团队还必须提交一份报告说明他们在之后会如何长期探索这个研究领域。

                                (来看看 NASA 官方出品的说明视频吧)

「那些将要进行外太空探索的先驱们是我们火星之旅的最重要的资源」,NASA 空间技术任务理事会的副会长 Steve Jurczyk 如此说道,「这次挑战的结果有可能对地球上的医疗行业带来革命性的改变,并且能够在减少外太空探索的负面影响方面起到非常重要的作用。」

而 Methuselah 基金会 CEO Dave Gobel 也表示:「如果我们能通过这次挑战赛解决血管方面的限制,这对我们每个人都有益处。」

一对双胞胎为太空探索立下奇功

而除了设立这种隐藏在实验室中的科研挑战项目之外,也有很多 NASA 的勇士也在太空的真实环境中承担起了探索的重任,比如 Kelly 两兄弟。

去年,NASA 发起了 One-year Mission(一年任务)和 Twins Study(双胞胎研究)两个项目,而巧合的是,因为自己就是一对双胞胎中的一员,Scott Kelly 同时参与了这两个项目。

Nasas-twin-astronauts-Sco-009.jpg「一年任务」就是 NASA 和俄罗斯宇航局合作派出两位宇航员前往国际空间站(ISS)驻守一年的时间(一般不超过半年),通过这种长时间的太空生活,观察宇航员在健康、心理及生理方面的各项状况。

而「双胞胎研究」则是将拥有相同基因的双胞胎中的一个派上太空一年,另一个则在地球上正常生活一年。以此观察在生理基本相同的情况下,太空环境的不同会对人体产生何种细微的影响。

很巧,Kelly 兄弟恰好是最合适的人选,Scott Kelly 正是一位经验丰富的宇航员,而他的双胞胎兄弟 Mark Kelly 之前也是一位宇航员,他们二者既满足基本的要求,也对太空实验有足够的认知,简直完美。

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                   (Mark Kelly 及 Scott Kelly,图片来自 NASA)

经过了一年的双重任务之后,Scott Kelly 已经与今年返回了地球,目前还在进行相关的数据收集和后续观察。但就像 NASA 人类研究计划的首席科学家 John Charles 所说:「我们的任务不会到 Scott 返回地球就结束了,飞行过后的数据和飞行中的数据一样重要。」

事实上,有关太空对人体的影响研究,NASA 已经进行了多年的探索。比如,针对 6 个月的太空航行对人体的影响研究,NASA 就已经收集 了 15 年的数据。目前,人类在太空待 6 个月和待一年之间还没发现有什么区别。

但就像 NASA 人类研究计划的整体目标所表达的那样,通过这些基础的研究,我们能够降低人类在太空探索时所承受的健康和操作时的风险,而这些和太空探索本身一样重要。

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