波音“星际线”号宇航员长期太空之旅与医学探索
看起来,“星际线”号宇航员布奇·威尔莫尔和苏尼·威廉姆斯最终将会在国际空间站(ISS)停留至少八个月,这比典型的对轨道实验室的访问时间要长。然而,他们并非首批在太空停留超过六个月的人,美国国家航空航天局(NASA)有医学研究在他们此次冒险期间提供协助。
截至当下,威尔莫尔和威廉姆斯预计会在 2025 年 2 月乘坐SpaceX “龙”飞船与“乘员 9 号”(Crew-9)任务的两名成员一起回家。这与“星际线”号二人组最初的返回日期形成鲜明对比,原计划于今年早些时候返回,这将使他们从 6 月初开始的行程仅持续约八天左右。延长任务这一决定经过了数月的筹备——但可以说,这并非完全出乎意料的结论。正如其名称所示,宇航员所乘坐的“星际线”号的“乘员飞行测试”是具有发展性质的。
6 月 6 日,将威廉姆斯和威尔莫尔送往国际空间站的“星际线”号太空舱在对接过程中其推进系统出现问题。此后,美国国家航空航天局一直在努力诊断和解决该问题,但最终认为让宇航员搭乘“星际线”号太空舱返回的风险过大。因此,“星际线”号将空舱返回地球,而其宇航员将搭乘“乘员 9 号”。尽管美国国家航空航天局没有预料到这一结果,但如果任务必须延长,该机构确实有相应的系统来保障“星际线”号宇航员的良好状况。
美国国家航空航天局(NASA)国际空间站项目经理达纳·韦格尔(Dana Weigel)在 8 月 24 日的新闻发布会上回答 Space.com 的问题时提醒记者,国际空间站已成功接待了几位停留一年左右的宇航员。这次电话会议重点在于将空的星际客机返回地球以及将威尔莫尔和威廉姆斯重新分配到 SpaceX Crew-9 这一决定的最新情况。
由于 Crew-9 是国际空间站的一次正常轮换任务,两名即将发射的宇航员将在太空中度过六个月;“龙”飞船上的另外两个座位将预留用于将星际客机的宇航员送回地球。
“作为一个机构,对我们来说非常重要的一件事是了解长期太空飞行的影响,”韦格尔说。“我们在性能影响以及相关操作和健康状况方面做得非常好。”
在国际空间站上飞行时间最长的人员是俄罗斯联盟号MS-22/23 航天器的机组人员,包括美国国家航空航天局(NASA)宇航员弗兰克·卢比奥以及俄罗斯航天局的宇航员谢尔盖·普罗科皮耶夫和德米特里·佩特林,他们在太空中度过了 371 天。他们之所以留在国际空间站也是因为航天器出现了故障:MS-22 出现冷却剂泄漏,俄罗斯最终发射了新的联盟号 MS-23 来接回机组人员。这些变化使得机组人员的停留时间从六个月延长到了十二个月。
卢比奥承认,这次意外的长时间停留对于他本人和他的家人而言十分艰难,但当时,他肯定通过从太空打来的电话向他所在的团队表示了敬意。最近,卢比奥告诉美联社,为延长任务做准备并非完全在预料之外:“这是我们工作的一部分,就是适应、克服并充分利用这种情况,”他说,“他们就是这么做的,所以我为他们感到非常骄傲。”
美国国家航空航天局(NASA)的马克·范德·海(Mark Vande Hei)是在国际空间站(ISS)停留时间第二长的宇航员,在太空停留了 355 天;由于联盟号发射的若干计划性调整,他的任务也被延长了,尽管范德·海事先已被警告这种情况可能会发生。
NASA 宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)和米哈伊尔·科尔尼延科(Mikhail Kornienko)作为首次预先计划的国际空间站机组人员一起在太空度过了 340 天;根据该机构的记录,NASA 方面其他长时间停留的宇航员包括克里斯蒂娜·科赫(Christina Koch)(328 天)、佩吉·惠特森(Peggy Whitson)(289 天)和安德鲁·摩根(Andrew Morgan)(272 天)。事实上,俄罗斯的和平号空间站在 20 世纪 90 年代也有许多长达一年的停留情况,包括瓦列里·波利亚科夫(Valeri Polyakov)在 1994 年至 1995 年连续 437 天的创纪录停留。
然而,尽管这些在太空中的时间都相当长,但需要考虑的是,典型的国际空间站机组人员在太空的停留时间在五到七个月之间。即便如此,NASA 也有许多应对办法来帮助他们保持健康。
宇航员每天的任务是进行约 2.5 小时的锻炼(包括准备时间),以保持骨骼、肌肉和血液循环的健壮。
他们还会定期和心理学家开电话会议。
要是有需要,一位指定的 NASA 地面宇航员会帮忙处理家庭事务,还会跟机构官员协商工作量。
锻炼常规的一个显著变化是在国际空间站上把举重机换掉了,安装了一个能提供更多阻力训练的机器。
较新的高级阻力训练设备 用活塞而不是绳索,让 锻炼强度 比上一代 iRED(临时阻力训练设备)翻了一倍。
2020 年的一项《自然》研究表明,使用 ARED 后宇航员的健康状况有了显著好转,这只是个例子。
韦格尔表示,六个月的应对措施似乎对众多长期停留任务效果良好,这让美国国家航空航天局(NASA)相信威廉姆斯和威尔莫尔能健康归来。只要机组人员采取锻炼等缓解措施,并与地面专家共同制定心血管健康和举重的“严格常规”,该机构“对于八个月甚至长达一年的时间没有具体的担忧”。
除了基本的医疗健康外,韦格尔强调机组人员有充足的物资帮助他们度过难关。按照定义,国际空间站(ISS)总是努力在站内留存至少四个月的额外“消耗品”,包括水、食物、衣物和氧气等物品,以应对任何延误。“星际客机”的宇航员也重新接受了关于国际空间站任务的培训(他们之前都曾在那里执行过长期任务),并且为他们准备了适合太空行走的航天服,以防外部出现任何维护需求。
正如 NASA 经常做的那样,韦格尔表示,长期任务将有助于为未来的“阿尔忒弥斯计划”月球任务以及最终飞往“火星”(仅飞行就需数月)的任务做规划。至于国际空间站任务能持续多久:“[如果]你问的问题是多久才算太长?我认为作为一个机构,我们不知该问题的答案。”