火星試驗誌願者
模擬實驗最大考驗
此次模擬實驗旨在測試封閉環境對宇航員的身心健康的影響,將為定於2010年上半年實施的為期520天的“火星-500”計劃鋪平道路。封閉生活向來是人類探索的一部分,無論是在地球上,還是在太空中。然而,即便是對那些各方麵素質最為平衡、經過層層篩選的宇航員,載人火星之旅都是一次重大挑戰,因為這種任務與別的探索任務有很大不同:參與的機組人員較少,要在密閉環境下長期生活,與親朋好友分開數年時間,通信最長會延遲40分鍾。
為研究在這種條件下可能出現的問題,歐洲航天局同俄羅斯生物醫學研究院合作,實施了為期105天的火星模擬實驗。實驗在俄羅斯首都莫斯科一個多層設施內展開,其中包括一個模擬航天器和一個模擬降落艙。7月14日,6名誌願者在經過一百多天的封閉生活,從模擬艙中走了出來。
雖然研究人員仍在分析實驗結果,本周還會對參與者實施後續研究,但此次任務在很大程度上已順利完成。德國陸軍工程師、參與此項實驗的誌願者奧利弗·尼克爾(Oliver Knickel)表示:“此次實驗最困難之處不是單純某個事件,而是單調乏味的生活。”
團隊精神是關鍵
尼克爾在接受《新科學家》雜誌采訪時表示,誌願者一天的大部分工作都被心理和生理測試所占據。他們要像真正宇航員那樣每天以預先包裝好的食物為食,還要吃一些像小蘿卜、卷心菜等新鮮蔬菜,這些蔬菜都是他們在小溫室裏麵種植的。
工作之餘,尼科爾通過寫信、學俄語、與同伴玩牌擲骰子打發時間。盡管如此,在狹小空間內長期與世隔絕的生活仍對他的正常生活產生了影響。尼科爾說:“現在我無論做什麽事情,都很難集中注意力。”尼科爾稱,回到家以後,很多剛剛學會的俄語單詞都忘記了。
實驗的參與者指出,機組人員相互協調、和睦相處是未來火星任務成功之關鍵。美國新罕布什爾州達特茅斯大學醫生、前宇航員傑伊·巴基(Jay Buckey)說:“機組人員隻能在一起生活,作為一個團隊長期工作。他們的確無法離開這種環境。”
法國飛行員西裏爾·富尼耶(Cyrille Fournier)也參與了此次火星模擬實驗。他說,在三個半月的相處中,他們之間建立了深厚的友誼。富尼耶在一份聲明中表示:“在105天的實驗中,我們具有出色的團隊精神。如果大家想要在長期的封閉環境下相處融洽,那麽隻能通過工作來實現。機組人員是任務成功的關鍵,在曆時105天的實驗期間,我對這一點的體會尤為深刻。”
無法全麵模擬太空環境
他們的模擬實驗與真實條件的航天任務相似,模擬了緊急情況的發生,他們發送的每一句話至少要在20分鍾後控製中心才能收到,而該中心回複的消息也需要20分鍾才能反饋給他們。這是為了模擬無線電信號在飛往火星的航天器同地麵之間傳輸的時間間隔。這種通訊延遲意味著機組人員無法實時對地麵控製中心的指令做出回應,可能需要獨立做出判斷和決定。
美國加州大學舊金山分校精神病專家尼克·卡納斯(Nick Kanas)及同事在火星模擬實驗期間用時一個月,研究機組人員在工作安排上擁有更大自由以滿足任務目標時會發生什麽情況。加拿大實施的霍頓火星探險計劃 (Haughton Mars Project)以及在美國佛羅裏達附近海岸一處稱為“寶瓶宮”水下設施進行的類似實驗都在測試機組人員擁有更大自主權以後會發生什麽情況。卡納斯希望將來可以在國際空間站上實施類似實驗。
通過對地麵封閉生活進行研究,研究人員可以製定細致的可控實驗計劃,但這種實驗也有其不利之處。卡納斯告訴《新科學家》雜誌:“地麵任務確實不能捕捉太空環境中的危險性。如果有人想要離開,他們隻要敲敲門,外麵的人就會把門打開。”
卡納斯指出,宇航員在未來的火星之旅中除了靠自己別無選擇:“一旦心理或身體出現什麽緊急情況,你不可能獲得任何的支持。你隻能依靠自己。”為應對此類問題,包括巴基在內的研究人員正在開發一套軟件,這套軟件可以讓宇航員在長期的航天任務期間充當他們自己的心理谘詢師和衝突調解員。按計劃,2010年上半年,持續時間達520天的“火星520”實驗將繼續在莫斯科展開。