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那福忠,網路作者。
   
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  September 18, 2017   太空旅行的軟挑戰
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   太空旅行無疑是一大挑戰,動力、太空船、導航、安全,都是硬性的挑戰,但軟挑戰、也就是人的身體適不適應在太空長時間飛行,也是同樣的挑戰,硬體再好,旅行的人受不了折騰,也是枉然。紅過半世紀的影片「星艦迷航記」(Star Trek),主要的角色除了艦長、外星人史巴克先生,還有一位醫生,太空船裡有很多工作人員,有人生病,或是登陸外星球帶回來的微生物,都需要醫生處理,好在科學進步,用一個掃描器在病人身上掃描,就可以診斷病情。


McCoy 醫師用三色電子感應器診斷病情。來源:Star Trek。取自網路。

   我們去火星的日子幾乎定了,有說十年、有說二十年,但一定是要去了。這一航程是 6-8 個月,加上在火行上停留一些時日,再返回地球,算起來約一年半到兩年,這麼長的行程,至少應有一位醫生同行,也希望有影劇裡那樣的設備與技術。

   太空醫學,一直在研究人體在太空的心裡與生理反應,長期在無重力環境活動,長期暴露在高強度輻射線之下,所產生的負面影響,如何防範以及克服的方法。無獨有偶,日前又發現一項負面疑點,在太空旅途生病能不能治好。

   美國科羅拉多大學太空生物技術中心,把地球上的大腸桿菌,送到國際太空站培養,看看在無重力之下的繁殖有什麼變化,結果發現細胞數量增加了十幾倍,但體積減小了一大半,但細胞壁變厚,非常有韌性,又發現有群聚現象,外圍的細胞組成一道防護牆,來保護內層的細胞。大腸桿菌在地球上很普遍,也容易殺死,但這些在太空繁殖的品種,用一般抗生素的藥物卻殺不死。


大腸桿菌細胞縮小,細胞壁增厚堅硬,來對抗藥物。取自網路。

   太空沒有重力的驅動力,如浮力與沈降力,抗生素只能靠自然擴散接觸到細菌,效果已經大為降低,加上細菌體積小縮、外殼堅硬,藥物更不容易滲透進去。大腸桿菌細胞的變形、外殼的加厚,最讓研究人員感到吃驚,這個新發現也可能是新問題,不難想到微生物在太空的變化與互動,對人體會不會構成威脅,試想單在人的腸道就有數不清的細菌。太空旅行生病,如果殺不死細菌,細菌就殺死人。

   沒有重力不光是對微生物,對人體也造成許多影響,除了噁心、暈眩、頭疼之外,肌肉萎縮也是問題,太空人要靠經常運動來減輕症狀。但更嚴重的是眼睛,NASA 調查了 300 名在太空停留六個月以上的太空人,有一半說視覺有近視、或遠視的變化,在太空停留六個月以下的,也有四分之一的人報告類似情況,40歲以上的太空人情況就更嚴重,返回地面後症狀仍延續幾個月。

   為進一步了解,NASA 找了 7 名 50 歲在太空停留六個月以上的太空人深入檢查,有 5 名在太空最初幾個月就發現視覺失去了精準度,全部 7 名返回地面後都發現視覺病變,症狀包括眼球背面變扁,造成視網膜後面的組織折疊,產生過量的流體,視神經腫脹。現在的太空人無論出任務多久,在出任務之前與之後,都要做腦部與眼睛的 MRI 掃描,很多太空人並不會出現眼睛問題,要進一步研究才能找出太空與眼睛的關連。

   太空旅行更大的一個問題是輻射線,因為無論在太空船裡、或在火星上,都暴露在強烈的太陽與宇宙線照射之下。我們生活在地球真是得天獨厚,地心的鐵礦製造了龐大的磁場,擋住了外來的輻射線,大氣層也阻擋了一小部分,讓我們活在地球安然無事,即使國際太空站仍在低軌,輻射強度遠低於外太空。過強的輻射線會破壞 DNA 的分子,分割或破壞 DNA 複製細胞的密碼,結果是引發身體病變,乃至癌症。


高強度輻射線在太空無法避免。取自網路

   美國加州大學爾灣分校的輻射腫瘤專家,用老鼠試驗輻射的反應,先基因改造腦細胞發螢光便於分析,然後送交 NASA 太空輻射試驗室,暴露在宇宙線之下,結果發現知覺與記憶明顯遲緩,對新鮮事不再好奇。分析原因,是連接腦細胞的「突觸」(Synapse) 受損、或減少,而這一現象正是人類阿滋海默症或痴呆的主因。

   輻射線是太空旅行無可避免也無法逃避的,只能想辦法阻擋一部份過量的照射,NASA 在兩年前有獎徵求好的辦法,有一百多人提供建議,NASA 雖然最後選出前五名,都是長遠或理論的想法,沒有實際可行的做法。

   另外有一種不怎麼衛生的說法,說尿與糞便可以阻擋輻射線,太空旅行那麼久,大家總得排泄,集合起來塗抹太空艙內璧,既可防輻射又可廢物利用。那太空艙裡不臭氣沖天?專家說艙內非常乾燥,不臭。

   有一天,太空旅行的軟挑戰不再是挑戰,那我們就可以安穩坐上舒適的太空船,參加火星、甚至更遠的旅遊團,浪漫的遨遊燦爛無邊的宇宙。在那一天到來以前,太空旅行就不太好玩,更談不上浪漫了。


燦爛無邊的宇宙。取自網路。




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