要想被 NASA 选拔前往太空,宇航员必须身体几乎完美健康,没有任何已知的慢性疾病,并且能够承受多年的严格体能训练。
但即使宇航员处于最佳健康状态,他们也只是凡人。尽管 NASA 的筛选实践非常出色,但没有人能对医疗问题免疫。即使是最广泛的准备和训练也无法预防低地球轨道上可能发生的每一种医疗紧急情况。
Dorit Donoviel 是美国国家太空生物医学研究所(NSBRI)的副首席科学家。NSBRI 是一个由 NASA 资助的研究机构,致力于研究太空真空中可能发生的与健康相关的风险。“在地球上发生在你我身上的任何事,都可能发生在太空中,”她告诉《Popular Science》。“你可能会得肾结石,头痛不愈,或者脑部压力升高。你甚至可能心脏病发作。NASA 需要担心未解决的医疗问题所带来的所有医疗后果。”
“在地球上发生在你我身上的任何事,都可能发生在太空中。”
太空中的此类紧急情况可能是一场灾难性的事件——无论是对涉及的宇航员还是对航天局而言。国际空间站(当今所有宇航员在太空中居住的地方)的补给和人员有限,而且微重力环境使得在需要时进行大范围手术变得格外棘手。目前,在这种危及生命的情况下,唯一的选择是进行医疗疏散,这需要大量的时间和巨额的资金。
如果情况真的危急,生病的宇航员可能没有时间等待返回地球接受医疗护理。
斯坦福大学的研究人员已经在测试新的方法来治疗在太空中心脏病发作的宇航员,但对于像阑尾炎这样更不可预测的疾病怎么办?最终,Donoviel 希望防止此类灾难的发生。为此,她和其他 NSBRI 的成员资助私营公司开发可用于国际空间站的生物医学产品,以应对紧急情况。随着 NASA 展望长期太空旅行,例如前往火星的任务,这些设备的必要性将变得越来越关键。
“去太空旅行时间越长的人越多,发生不良事件的可能性就越大,”Donoviel 说。“我们需要能够解决这类问题,并尽一切可能避免医疗疏散。”
目前,NASA 帮助痛苦的火箭手唯一的办法就是尽快将他们送回地球。这并不容易。航天局必须与俄罗斯联邦航天局合作,发射一艘额外的、未计划的“联盟号”火箭来营救生病的宇航员。这将给未来的计划任务带来巨大的麻烦,因为空间站的部分船员也必须返回(“联盟号”需要至少三名宇航员才能驾驶)。而此类任务的费用将不菲。
“成本将非常高,”Donoviel 声称。“我听过不同的估计,但那将是数亿美元。但我们必须这样做。他们是训练有素、备受重视的公众服务人员,他们冒着生命危险为我们国家的太空计划而奋斗。”
尽管医疗疏散在后勤上是一场噩梦,但至少目前它仍然是 NASA 的一个选择。未来的任务将不再如此。在前往火星的长期任务中,宇航员生病了将无处可逃,这意味着任何医疗事件都必须在太空中处理。这正是 Donoviel 和她的团队发挥作用的地方。NSBRI 向公司提供资助,委托它们开发可在太空飞行期间使用的诊断和治疗工具。
其中一家公司是Sonomotion,这是一家医疗设备制造商,正在开发诊断和治疗肾结石的新方法。在 NSBRI 的支持下,Sonomotion 正在开发一种超声波技术,可用于太空飞行器上,对肾脏进行成像,在结石过大之前就发现它。然后,可以使用相同的超声波技术来移动结石。
“利用聚焦超声波,我们可以非侵入性地重新定位肾结石,”
“使用聚焦超声波,我们可以非侵入性地重新定位肾结石,”Sonomotion 首席执行官 Oren Levy 说。“如果我们能将较大的结石推回肾脏,我们就能缓解压力,将紧急情况转变为仍需处理但不需要紧急手术的情况。”
如果想完全清除结石呢?Sonomotion 也可能对此有非侵入性的解决方案。该公司正在开发一种名为 Break Wave 的技术,可用于太空任务,利用超声波在体内将结石完全击碎。
“它将是一个非常小的设备,并且可以利用比现有方法低 10 倍的聚焦压力来击碎结石,”Levy 说。“这种非常低的能量水平有可能消除这些手术中的全身麻醉。”
Sonomotion 是众多正在为 NASA 的长程太空任务开发医疗工具的公司和研究组织之一。但也有人提到了预防措施的必要性,许多研究人员认为,在长期任务中需要某种形式的人工重力。经过数千代的演化,人体的器官系统与我们星球的重力息息相关,因此当它们第一次经历零重力时,它们的运作并非最佳。长时间处于微重力环境会导致头部积液、眼睛和视力损伤,以及肌肉萎缩的风险增加。
“最有可能可行的想法之一不是让整个航天器旋转,而是可能有一个短臂离心机,它将连接到航天器上,”Donoviel 说。“一个人会进入这个舱,然后循环。通过在其中旋转,你会产生向心力。我们不知道这些力是否能在保持人类健康方面完全替代重力,但我们可以通过一些研究来弄清楚。”
至于处理需要开放手术的事件,NASA 还没有达到那个水平。这种壮举需要大量复杂的劳动,例如保持环境无菌,防止所有尘埃在航天器环境中漂浮。更不用说如何控制任何体液不至于四处飘散。Donoviel 说,零重力手术很可能可以实现,但 NASA 目前没有足够的资金投入。
“手术在技术上是可行的。这只需要大量的资金。目前,[需要手术的事件] 发生的可能性不大,因此不是优先事项。但如果你有更多的任务,你发生紧急情况的可能性就会增加,所以他们可能不得不重新考虑。”
到目前为止,还没有 NASA 宇航员在太空任务中遭受过危及生命的医疗状况。但是,Donoviel 说,问题不在于是否会发生这种情况——而在于何时会发生。