人體能夠負荷長期的太空旅行嗎？

Via/譯：薄荷

隨著超越之前登月工程的人類登陸火星計劃的發表，過去停滯了40年的把人類送上太空的計劃也接連展開。但是要到達比月亮還遠天體，這種太空之旅需要花很多年。近日TED-Ed發布的一個視頻短片，就介紹了身處太空會對人體產生的怎樣的影響以及解決的辦法。

長期處於宇宙空間，會對人體造成很大的影響。

身處重力極其微小的環境，時間久了人的骨骼和肌肉都會退化。因為太空中的放射線比地球多得多，所以人體有可能會產生未知的變化。

進行宇宙開發、人類花數年時間前往比月亮還遠的行星的時代正在到來。而這時需要面對的問題是，人體能否適應歷經數年在宇宙空間里漫遊的生活。

包括人類在內的生物，都有與生俱來的適應各種環境的能力。因為這種適應力，地球上從極熱地帶到極寒地帶，或是空氣稀薄的高地都有生物能夠生存下來。

比如，平時在平原上居住的人突然登上高山時，身體就會承受不住。空氣中含氧量少，引起呼吸困難；以及血液中紅血球過度增加，導致血流不暢等都是身體會出現的問題。所謂「高原反應」也是其中之一。

但是，平時就在高海拔地區居住的族群，就不會在這種情況下出現問題。這是因為身體長年累月適應了環境。而且，祖祖輩輩在特定的環境中生活，遺傳基因水平也適應了這種環境。

適應了特定環境的人，可以說已經變成了「超人」一般的生物。而這種變化，需要花上成百上千年，甚至更長的時間。

但是，今後飛向太空的人類卻沒有這麼多時間。那麼我們只能藉助科學的力量，人為的使宇航員「適應」。也就是說，人為操作生物的遺傳基因，通過「遺傳基因工程」來改變人體的特徵。

比如，太空中遍布著比地球強烈很多的射線。人類在地球居住時，地球的大氣層和地磁場減弱了宇宙射線，所以人生活在地球上不需要特別的防護。

但是在太空飛船中，沒有地磁場遮擋宇宙射線，生物會受到強烈的宇宙射線的照射。這時候，就讓宇宙射線發生「範式轉移（paradigm shift）」吧——將放射線從「有害的」變成「可利用的」。比如，很多生物受到太陽紫外線的照射會生成黑色素。人就是為了防止DNA受紫外線照射才會「晒黑」。

微生物中，也存在利用色素將放射線轉化為化學能量的現象。我們通過遺傳基因工程，也可以使人類具備這種能力。這就能夠實現放射線從「需要躲避」到「可攝取」完全相反的轉變。這時候，如果能通過使用化學能量，形成保護DNA的機制，就解決了宇宙射線的問題。

但是，對可以稱得上「神之領域」的遺傳基因進行人工干預，這在安全層面和倫理層面都充斥著激烈的爭論，這個問題要得到解決還需要花很長一段時間。

除了宇宙射線，太空中幾乎沒有重力的空間也會對人體造成很大影響。地球表面的重力為1G，而月球表面重力為0.17G、木星表面則為2.5G。與之相比，四周圍都沒有天體存在的宇宙空間，重力僅為0.000001G。這已經是近乎「無重力」的狀態。

身處這樣的環境中，人體骨骼和肌肉上的負擔會變得微乎其微。在地球上，因重力等力量產生疼痛的骨骼會自然再生細胞，生長出堅固的組織來。

而在幾乎沒有重力的宇宙空間或行星上，骨骼細胞使鈣從骨骼流失，肌肉也會變得纖細。

解決辦法就是，用人工替代細胞的工作，讓促進骨骼和肌肉再生的物質比平時分泌更多，從而保證人體在宇宙空間的健康。或者，通過實施「遺傳基因工程」，讓人體變為在重力減弱時分泌更多的再生物質。

事實上，上述提到的宇宙射線和重力，在太空難題中只佔很小一部分。現在，倫理和安全方面激烈交鋒的爭論需要有一個定論，但對於今後人類將要直面的太空環境問題，遺傳基因工程和細胞工程，的確是解決很多難題的辦法之一。

不久的將來，人類使用這些技術飛向宇宙，將逐漸變得不再是夢。

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