《Scienc》:人类重返月球但需要阻止深空辐射对生物造成的损害
栏目:行业资讯 发布时间:2026-02-06
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  当杰里米·汉森坐在休斯顿献血中心的躺椅上,看着血液通过塑料管流进那台嗡嗡作响的机器时,他不仅仅是在进行一次常规体检。   这位加拿大宇航员正在

  当杰里米·汉森坐在休斯顿献血中心的躺椅上,看着血液通过塑料管流进那台嗡嗡作响的机器时,他不仅仅是在进行一次常规体检。

  这位加拿大宇航员正在为半个世纪以来人类最大胆的一次冒险做准备——搭乘美国宇航局(NASA)的“猎户座”飞船,执行阿尔忒弥斯二号任务,重返月球轨道。

  为了这一刻,汉森已经在意大利的洞穴深处模拟过隔离生活,在佛罗里达海岸的水下太空舱里演练过心理抗压,甚至在无数次模拟事故中死里逃生。

  这种肉眼看不见的粒子流,如同太空中游荡的幽灵,时刻准备着撕裂宇航员的DNA。

  随着发射窗口的临近,汉森和其他三名机组人员即将穿越地球磁层的保护罩,暴露在宇宙射线的枪林弹雨中,这不仅是一次对工程技术的考验,更是一场关于人类生物学极限的赌博。

  对于大多数人来说,太空旅行的风险往往被具象化为火箭爆炸或氧气泄漏,但真正的长期威胁要隐蔽得多。

  自1972年阿波罗17号任务结束以来,人类一直舒适地待在国际空间站所在的近地轨道上,依然受到地球磁场的庇护。

  “阿尔忒弥斯二号”宇航员里德·怀斯曼、维克托·格洛伯、克里斯蒂娜·科赫和杰里米·汉森(从左至右)将进行为期10天的绕月往返之旅。弗兰克·米肖/美国国家航空航天局

  阿尔忒弥斯二号将冲出这个安全区,首先穿越充满了被捕获电子和质子的范艾伦辐射带,然后直面太阳风暴和银河宇宙射线的双重夹击。

  前者能在数小时内释放出致死量的辐射,而后者——那些源自超新星爆发、以接近光速飞行的重原子核——则是更难防御的慢性杀手。

  虽然为期10天的绕月之旅所累积的辐射剂量可能仅相当于一次全身CT扫描,看起来尚可接受,但对于未来旨在登陆火星的长期任务而言,这却是最大的绊脚石。

  麻省总医院太空医学专家亚历山德拉·斯坦科维奇直言不讳地指出,辐射仍是人类探索太阳系深处的最大生理限制。

  携带每位宇航员骨髓细胞的器官芯片将搭乘阿尔忒弥斯二号任务升空,以采集辐射损伤的迹象。Emulate公司

  虽然“猎户座”飞船底部设计了一个由储备物资加固的“风暴避难所”,可以抵御太阳质子事件,但对于穿透力极强的银河宇宙射线,物理屏蔽几乎无能为力。

  一旦高能粒子击穿飞船外壳,它们会像台球撞击一样产生更密集的二次辐射雨,对人体组织造成更大的伤害。

  因此,科学家们不得不将目光转向生物学内部,试图从基因和细胞层面为宇航员穿上一层“生物盔甲”。

  大卫·周医生从汉森体内提取了造血干细胞,并将它们植入微型流体装置中,制造出仅有拇指大小的“器官芯片”。

  这些芯片实际上是汉森骨髓的完美替身,它们的一半将留在地球,另一半将随汉森飞向月球。

  通过对比两组样本在任务结束后的分子变化,科学家们希望能精准捕捉辐射对免疫系统的微观破坏。

  这不仅仅是为了诊断,更是为了开发个性化的“医疗包”,未来或许能根据每位宇航员的基因特质,定制专属的抗辐射药物。

  这种微小的生物能在真空和强辐射下存活,秘诀在于一种名为“损伤抑制蛋白”(Dsup)的特殊物质,它能像护盾一样包裹住DNA。

  威尔康奈尔医学院的遗传学家克里斯托弗·梅森及其团队正在尝试将这种机制引入人类医学。

  通过将编码Dsup蛋白的信使RNA(mRNA)注入实验鼠体内,研究人员发现可以短暂提升细胞的抗辐射能力。

  虽然目前这一技术距离应用于人体还有很长的路要走,尤其是在不干扰人类自身基因表达的前提下,但它展示了一种通过暂时性基因调控来抵御宇宙射线米的太空发射系统被运往佛罗里达州的发射台。图片来源:Jim Watson/AFP via Getty Images

  在最近的一次极地轨道飞行实验中,经过山奈酚处理的人类细胞在辐射环境下表现出了更好的代谢活力,这为未来的太空药物研发提供了一线希望。

  如果药物和防护服都不足以应对火星之旅漫长岁月中积累的辐射伤害,人类或许不得不采取更极端的手段。

  理论上,通过药物大幅降低宇航员的新陈代谢和体温,不仅能减少长期飞行的心理压力,还能减缓辐射对细胞生化反应的破坏速度。

  虽然目前在猪和啮齿动物身上的实验还依赖于侵入性手段,且效果难以持久,但这代表了太空医学的一个重要探索方向。

  更遥远的未来,如果人类真的要在火星定居,我们甚至可能需要像梅森所设想的那样,对人类基因组进行永久性改造。

  这听起来有些骇人听闻,但正如梅森所言,如果我们到达火星后发现辐射强到无法生存,那么从医学和伦理角度看,基因改造可能就成了延续文明的必要之举。

  就像那瓶在阿尔忒弥斯一号上绕月飞行后依然保持甜美的葡萄酒酵母一样,生物体在面对严酷太空环境时往往展现出惊人的韧性。

  对于汉森和他的队友们来说,这次任务是人类重新适应深空环境的第一步,也是验证所有这些疯狂科学设想的绝佳舞台。

  风险是探索的代价,而在这个过程中积累的每一项生物学数据,都将成为人类未来星际移民路上的重要路标。

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