飞向距离地球大约5500万公里外的火星，无疑是一项艰巨的挑战，因为这段旅程至少需要半年的时间。得益于美国宇航局创新概念项目的资助，SpaceWorks公司正在致力于研发一种太空栖息舱，旨在让航天员在整个漫长的旅途中都能舒适地处于“深度睡眠”状态。

何为“深度睡眠”呢？它是指让航天员在星际旅行时进入一种“不活跃、低代谢”的状态。这种状态并非科幻小说中描述的完全冷冻且无反应的情形，而是更接近于冬眠，航天员的身体组织会极大减缓新陈代谢速度。

其实，人类在长时间的太空飞行中，进入休眠状态会有诸多益处。其中，最为显著的好处是心理层面，它能够帮助航天员应对在狭小太空舱中与同伴共处数月之久、缺乏活动等带来的挑战。即便是心理素质极为出色的航天员，也会在这样的环境下感到极大的压力，而休眠状态则为他们提供了一种有效的缓解方式。

让人进入休眠状态的主要原因聚焦于“质量”问题。一个清醒的人需要消耗大量的空气、水和食物，而这些生命活动产生的副产品，如液体和固体废物、废气以及多余热量，都必须在封闭的星际飞船系统中得到有效处理，这就会要求航天器携带大量的额外设备。

例如，为了将6名航天员送往火星，需要配备一个有效容积达380立方米的居住舱，其重量至少达到28000公斤，此外还需准备13000公斤的食物。然而，如果这6名航天员处于休眠状态，就可以省去厨房、卫生间、娱乐设施以及食物供应等系统，从而将居住舱的体积缩小至40立方米，食物清单也可大幅缩减至仅4000公斤。正如SpaceWorks公司所指出的：通过让航天员进入休眠状态，能够以相同的成本将航天员的数量翻倍。

SpaceWorks公司正在致力研发的太空栖息舱效果图。

与熊等冬眠的动物不同，航天员在长达数月的火星旅途中并不需要依赖体内脂肪来维持生存。相反，他们可以通过全胃肠外营养技术，直接将液体营养素输入血液。在休眠状态下，人类每天仅需约300克液体营养素，相比之下，目前国际空间站上的航天员每天需要消耗大约2000克食物。此外，采用全胃肠外营养技术还避免了固体废物的问题，因为一切都可以通过简单的导管来处理。

那么，为何人类至今尚未采取这种休眠方式呢？主要原因在于人们尚未进行过相关尝试。SpaceWorks公司透露，他们目前仅掌握了一些关于最长持续14天冬眠的有限实验数据。两周被视为一个关键的时间节点，如果能够成功让人类在静止状态下维持14天以上，那么美国宇航局的愿景就将变得切实可行。届时，航天员可以通过活动与休眠的交替周期进行轮换，从而将他们的消耗、废物产生和无聊感降至最低。

然而，SpaceWorks公司的目标是让前往火星的全体航天员在整个旅程中都处于休眠状态，因此他们还需攻克一系列难题。例如，长期静脉喂食会带来一些已知的并发症。另外，安全唤醒航天员也需要一定时间，这在飞船遭遇紧急情况时可能会成为一个棘手问题。为此，让机器人来管理一切或许是应对紧急情况的一个可行思路。

此外，长期微重力环境也可能构成问题，但SpaceWorks公司正在研究通过旋转休眠栖息舱来产生人工重力的方法，并探索用直接电刺激防止航天员肌肉质量减少的可能性。

同时，SpaceWorks的目光更为长远。他们在考虑如果人能够无限期地进入休眠状态，就可能为人类探索更远星系开辟新道路。

文/沈睿文 闻新

图/《中国航天报·飞天科普周刊》

来源/《中国航天报·飞天科普周刊》