波音“星際線”號宇航員長期太空之旅與醫學探索

看起來,“星際線”號宇航員布奇·威爾莫爾和蘇尼·威廉姆斯最終將會在國際空間站(ISS)停留至少八個月,這比典型的對軌道實驗室的訪問時間要長。然而,他們並非首批在太空停留超過六個月的人,美國國家航空航天局(NASA)有醫學研究在他們此次冒險期間提供協助。

截至當下,威爾莫爾和威廉姆斯預計會在 2025 年 2 月乘坐SpaceX “龍”飛船與“乘員 9 號”(Crew-9)任務的兩名成員一起回家。這與“星際線”號二人組最初的返回日期形成鮮明對比,原計劃於今年早些時候返回,這將使他們從 6 月初開始的行程僅持續約八天左右。延長任務這一決定經過了數月的籌備——但可以說,這並非完全出乎意料的結論。正如其名稱所示,宇航員所乘坐的“星際線”號的“乘員飛行測試”是具有發展性質的。

6 月 6 日,將威廉姆斯和威爾莫爾送往國際空間站的“星際線”號太空艙在對接過程中其推進系統出現問題。此後,美國國家航空航天局一直在努力診斷和解決該問題,但最終認爲讓宇航員搭乘“星際線”號太空艙返回的風險過大。因此,“星際線”號將空艙返回地球,而其宇航員將搭乘“乘員 9 號”。儘管美國國家航空航天局沒有預料到這一結果,但如果任務必須延長,該機構確實有相應的系統來保障“星際線”號宇航員的良好狀況。

美國國家航空航天局(NASA)國際空間站項目經理達納·韋格爾(Dana Weigel)在 8 月 24 日的新聞發佈會上回答 Space.com 的問題時提醒記者,國際空間站已成功接待了幾位停留一年左右的宇航員。這次電話會議重點在於將空的星際客機返回地球以及將威爾莫爾和威廉姆斯重新分配到 SpaceX Crew-9 這一決定的最新情況。

由於 Crew-9 是國際空間站的一次正常輪換任務,兩名即將發射的宇航員將在太空中度過六個月;“龍”飛船上的另外兩個座位將預留用於將星際客機的宇航員送回地球。

“作爲一個機構,對我們來說非常重要的一件事是瞭解長期太空飛行的影響,”韋格爾說。“我們在性能影響以及相關操作和健康狀況方面做得非常好。”

在國際空間站上飛行時間最長的人員是俄羅斯聯盟號MS-22/23 航天器的機組人員,包括美國國家航空航天局(NASA)宇航員弗蘭克·盧比奧以及俄羅斯航天局的宇航員謝爾蓋·普羅科皮耶夫和德米特里·佩特林,他們在太空中度過了 371 天。他們之所以留在國際空間站也是因爲航天器出現了故障:MS-22 出現冷卻劑泄漏,俄羅斯最終發射了新的聯盟號 MS-23 來接回機組人員。這些變化使得機組人員的停留時間從六個月延長到了十二個月。

盧比奧承認,這次意外的長時間停留對於他本人和他的家人而言十分艱難,但當時,他肯定通過從太空打來的電話向他所在的團隊表示了敬意。最近,盧比奧告訴美聯社,爲延長任務做準備並非完全在預料之外:“這是我們工作的一部分,就是適應、克服並充分利用這種情況,”他說,“他們就是這麼做的,所以我爲他們感到非常驕傲。”

美國國家航空航天局(NASA)的馬克·範德·海(Mark Vande Hei)是在國際空間站(ISS)停留時間第二長的宇航員,在太空停留了 355 天;由於聯盟號發射的若干計劃性調整,他的任務也被延長了,儘管範德·海事先已被警告這種情況可能會發生。

NASA 宇航員斯科特·凱利(Scott Kelly)和米哈伊爾·科爾尼延科(Mikhail Kornienko)作爲首次預先計劃的國際空間站機組人員一起在太空度過了 340 天;根據該機構的記錄,NASA 方面其他長時間停留的宇航員包括克里斯蒂娜·科赫(Christina Koch)(328 天)、佩吉·惠特森(Peggy Whitson)(289 天)和安德魯·摩根(Andrew Morgan)(272 天)。事實上,俄羅斯的和平號空間站在 20 世紀 90 年代也有許多長達一年的停留情況,包括瓦列裡·波利亞科夫(Valeri Polyakov)在 1994 年至 1995 年連續 437 天的創紀錄停留。

然而,儘管這些在太空中的時間都相當長,但需要考慮的是,典型的國際空間站機組人員在太空的停留時間在五到七個月之間。即便如此,NASA 也有許多應對辦法來幫助他們保持健康。

宇航員每天的任務是進行約 2.5 小時的鍛鍊(包括準備時間),以保持骨骼、肌肉和血液循環的健壯。

他們還會定期和心理學家開電話會議。

要是有需要,一位指定的 NASA 地面宇航員會幫忙處理家庭事務,還會跟機構官員協商工作量。

鍛鍊常規的一個顯著變化是在國際空間站上把舉重機換掉了,安裝了一個能提供更多阻力訓練的機器。

較新的高級阻力訓練設備 用活塞而不是繩索,讓 鍛鍊強度 比上一代 iRED(臨時阻力訓練設備)翻了一倍。

2020 年的一項《自然》研究表明,使用 ARED 後宇航員的健康狀況有了顯著好轉,這只是個例子。

韋格爾表示,六個月的應對措施似乎對衆多長期停留任務效果良好,這讓美國國家航空航天局(NASA)相信威廉姆斯和威爾莫爾能健康歸來。只要機組人員採取鍛鍊等緩解措施,並與地面專家共同制定心血管健康和舉重的“嚴格常規”,該機構“對於八個月甚至長達一年的時間沒有具體的擔憂”。

除了基本的醫療健康外,韋格爾強調機組人員有充足的物資幫助他們度過難關。按照定義,國際空間站(ISS)總是努力在站內留存至少四個月的額外“消耗品”,包括水、食物、衣物和氧氣等物品,以應對任何延誤。“星際客機”的宇航員也重新接受了關於國際空間站任務的培訓(他們之前都曾在那裡執行過長期任務),並且爲他們準備了適合太空行走的航天服,以防外部出現任何維護需求。

正如 NASA 經常做的那樣,韋格爾表示,長期任務將有助於爲未來的“阿爾忒彌斯計劃”月球任務以及最終飛往“火星”(僅飛行就需數月)的任務做規劃。至於國際空間站任務能持續多久:“[如果]你問的問題是多久纔算太長?我認爲作爲一個機構,我們不知該問題的答案。”