中国志愿者参与人类首次模拟火星载人飞行试验

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导读:  俄罗斯航天医学问题研究所18日在莫斯科宣布,人类首次模拟火星载人航天飞行试验“火星-500”将于6月3日在该所正式实施密闭。来自中国航天员科研训练中心的志愿者王跃将与其他5名志愿者一起,体验为期520个昼夜的“火星之旅”。   [img]http://img2.cache.netease.com/cnews/2010/5/19/20100519104131caa38.jpg[/img]      图①:“火星—500”试验舱。图②:王跃(左二)和国外志愿者在野外生存训练。图③:预试验阶段的

俄罗斯航天医学问题研究所18日在莫斯科宣布,人类首次模拟火星载人航天飞行试验“火星-500”将于6月3日在该所正式实施密闭。来自中国航天员科研训练中心的志愿者王跃将与其他5名志愿者一起,体验为期520个昼夜的“火星之旅”。


中国志愿者参与人类首次模拟火星载人飞行试验



图①:“火星—500”试验舱。图②:王跃(左二)和国外志愿者在野外生存训练。图③:预试验阶段的舱内场景。图片来源:俄罗斯航天医学问题研究所


中国志愿者参与人类首次模拟火星载人飞行试验


中国志愿者王跃


中国新闻网5月19日报道 中新社莫斯科5月18日电(记者田冰) 俄罗斯航天医学问题研究所18日在莫斯科宣布,人类首次模拟火星载人航天飞行试验“火星-500”将于6月3日在该所正式实施密闭。来自中国航天员科研训练中心的志愿者王跃将与其他5名志愿者一起,体验为期520个昼夜的“火星之旅”。


中国骄子层层选拔终胜出


该项目科技负责人莫鲁科夫在新闻发布会上公布了志愿者的“7人名单”。除中国志愿者王跃凭借优异的身体和心理素质入选乘组外,4名俄罗斯人和法国、意大利各一名志愿者也最终入选。他解释说,鉴于训练的复杂性,他们决定保留一名“预备队员”。至于究竟是谁最终会留在“地面”,将在最后时刻宣布。


王跃在接受记者采访时说,他来俄罗斯已有三个来月时间,一直在和其他志愿者一起参加培训。“一开始到这里的有十几个人,经过淘汰现在就剩下这几个人了”。据悉,来自世界各地的数千名志愿者候选人从去年11月开始,经过基本条件选拔、医学选拔、心理选拔等多轮筛选,目前的“7人名单”已是硕果仅存。


据“火星-500”官方网站介绍,现年27岁的王跃是中国航天员科研训练中心航天员教员,航空航天与航海医学硕士。先后参与中国神舟七号载人航天飞行任务和中国第二批航天员选拔工作。爱好篮球、足球、游泳和阅读。


王跃介绍说,志愿者首先面临的就是细致繁复的体检过程,然后又做了许多心理测试,了解志愿者的心理承受能力。此外,还需要了解志愿者的个人背景,“比如你的孩子刚出生,就可能不是很适合参加这个任务”。闯过这些关口后也并非万事大吉,还要在俄罗斯参加长时间的训练和多重遴选,看志愿者彼此磨合程度,如果不合群或者个性较强,也会被淘汰,“因为指令长只有一个”。


王跃说,能最终参加这个试验,他感觉非常荣幸,自己也一定会珍惜这个机会。“可以说,这是人类对太空进行深度探测的一个里程碑式的试验。虽然只是模拟,但520天的隔绝环境,已经是对人体心理耐受能力的极限挑战,意义非常重大。”


520天“火星之旅”10大任务在肩


王跃说,为期520天的全封闭试验分为三部分,前250天模拟飞往火星,中间30天模拟登录火星表面探测,最后240天模拟返回地球。


“火星-500”试验是俄罗斯组织的、多国参与的国际大型试验。其主要目的是探索“人与环境”相互作用,了解长期密闭环境下乘组健康状态及工作能力状况,特别是获取超长飞行时间、完全自主控制、资源有限、无法实施身体及心理特殊治疗、完成火星表面出舱活动等条件下的相关数据。为此,志愿者将完成10项主要试验任务。


据王跃介绍,他们在培训期间,每个人的培训任务都是相同的。但是进舱之后,会有指令长根据个人所长分配任务。比如说,专业医学背景的人将主要负责采血之类专业性更强的事情。但只有指令长和医生的位置比较固定,其他人员则是介于研究员和工程师之间。


志愿者们主要使用英语和俄语交流,现在王跃和来自欧洲的两位同行正在加紧学习俄语。虽然王跃笑称自己学俄语“有点难”,记者发现,除用英语流利地回答各国记者提问外,王跃时而冒出的几句俄语已是非常“地道”。


“与世隔绝”的音乐会


王跃说,试验要求一次性携带包括定量的水、食物等全部装船产品,期间不进行任何补给。试验一旦启动,“只可能往外送样品,不可能往里送东西。也就是说只出不进。”因此,像通常在地面一样洗澡将是很“奢侈”也是不可能的事情。


在超长“飞行”期间,其通信方式将模拟真实火星飞行状态,天地通话有20分钟时滞。且志愿者只能通过组织者允许的方式,比如电子邮件与“地面”联系。因此,志愿者的生理和心理监测将特别重要,除志愿者的自主心理支持外,预计舱外专家也会适时启动干预手段。在生理方面,比方说每个月抽一次血,舱外专家就会知道志愿者的身体状况。


在医疗方面,舱内有一名临床医生会处理各种问题,而王跃和另一名志愿者也是医学专业出身,必要时可以提供协助。还有一个专门的医学实验舱并配备了基本的医疗器械,那里甚至可以做一些简单的手术。


对于血气方刚的6个小伙子来说,在将近一年半“与世隔绝”的时间内没有娱乐是万万不能的。王跃说,他们主要准备了一些集体性的娱乐活动。比如配备了电子吉他,架子鼓等一个小型乐团规模的乐器,闲暇时可以开一场“迷你国际演奏会”。另外还有书籍和电脑游戏等。酷爱足球运动的王跃开玩笑说:“南非世界杯直播肯定是看不上了,不知道到时候能不能给我们看录播。”


热点解读



对话中国志愿者王跃


“火星—500”:人类首次模拟火星载人航天飞行试验,是一项多国参与的国际合作。设计时间520天,前250天模拟飞往火星、中间30天登陆火星、最后240天返回地球,志愿者模拟飞往火星、环绕火星、登陆火星和返回地球等全过程。参加试验的志愿者共有6人,来自不同国家。进入模拟试验舱后,所有生活用品、人员将彻底与外界隔绝。


王跃:参加“火星—500”计划唯一的中国志愿者。江苏南京人,1982年7月出生,南京医科大学预防医学专业毕业,2008年获中国航天员科研训练中心航空航天与航海医学硕士学位,现在中国航天员科研训练中心任航天员助理教员。2009年11月参加“火星—500”试验志愿者选拔。


“飞往火星”的日子


模拟舱内可以种蔬菜;打电话到“地球”要延时20分钟


记者:520天,近一年半时间。“飞离地球”后,你们的生活是怎样的?


王跃:和真正的航天飞行一样,6名志愿者组成一个“航天员”集体,负责人也叫“指令长”,其他岗位一般都称为工程师。试验舱内是正常的大气压力,在舱内志愿者穿的是普通工作服,但也会穿具备一定功能的航天服。


记者:一旦“离开地球”,你们将不会获得任何食物补给。食谱会不会太乏味?


王跃:这么长时间的过程,对食品营养包括食品感观的要求都非常高,首先一个必要条件就是要满足保质期两年以上。因此,食品储备上不完全是航天食品,也有一些民用产品,主要是罐头食品和复水食品。目前来说主要是德国提供的食品,中国提供了7种食品作为配餐,当作一种调剂或是换换口味。根据自己的嗜好,我可能带一些小调味品。但模拟试验对人的生理、心理等方面都需要获取大量的数据和信息,因此对自带食品也有限制。


记者:520天一直吃不到新鲜蔬菜?


王跃:在模拟舱内,有一个舱可以种西红柿之类的新鲜蔬菜。种出来的蔬菜可以吃,既是食物调剂,也是生活调剂。不过考虑到花粉过敏之类的问题,种什么植物要经过严格选择并全程设计,一般都是像生菜和小西红柿这些蔬菜。


记者:跟家人朋友怎么联络?能上互联网吗?


王跃:不能上网。因为通信延迟,试验舱和外界通信一次比较费劲,手机肯定是不能用的。舱内通过局域网对外联系,网络限制要求比较高,但必要的通信会安排。因为将来真正去火星时,地面的支援很重要。


记者:“升空”之后,试验舱就是你的新家了。新家是什么样子?


王跃:模拟飞行在一个550立方米的模拟试验舱进行。试验舱由医疗舱、生活舱、公共活动舱、火星着陆舱模拟器和轻型充气火星表面模拟舱组成,里面有单人卧室,厨房兼餐厅、起居室、卫生间、健身房、浴室、蔬菜温室等。各个舱相对独立,中间连接部分有点像飞船的过闸段。


舱内天花板、四壁都是木质,因此对防火有系统要求和培训。属于自己的空间非常狭窄,只有3.4平方米的小房间,一张床,床下储物柜子以及一张桌子。但房间没有摄像头,其他房间都有摄像头。


对带入的个人物品有限制,首先不可带手机等通讯器材,以及有上网功能的笔记本电脑,不可带有危险性的刀具等,以免造成不必要损伤。每人可以携带一台私人笔记本电脑,但工作电脑都是配备的。


记者:在试验过程中,业余生活怎么打发?


王跃:我比较喜欢中国传统文化,准备了文房四宝,好好练毛笔字,打算练颜体。另外有时间还打算练练国画,字帖都在准备中,还准备了一些书籍。


另外,我还准备了剪纸,准备教教其他志愿者。其实这也是一个跨文化交流的实验项目。因为处于不同文化背景,志愿者们会对不同国家的东西感兴趣。像俄罗斯就设计了国际象棋作为文化交流的方式。


记者:万一有突发事件比如生病之类的怎么办?


王跃:如果舱内有人出现医学问题,不管是心理还是生理的,当舱内临床医生无法解决这些问题时,个人试验会被中止。


肩负100多项实验任务


重点关注长期密闭环境对健康的影响及往返火星所需资源消耗


记者:这次试验的目的是什么?


王跃:520天里,光实验任务就有100多项,这些任务来自不同国家、不同学科背景,会有重复内容,但每天也会注入新的任务内容。


“火星—500”的关注重点,一是长期密闭环境对人体健康以及模拟外界工作的影响。心理是个非常重要的问题,但生理问题也存在,比如在外太空需要计划什么样的运动量、工作量,每天工作时间如何安排,都需要长期的规划和实践。比如第20天—100天内,我们吃的每种食品含盐量不断增加,每个人必须吃光所有配给食物,并测量自己24小时尿量,了解每天摄入和排出的盐分。


二是关注来回火星需要的资源。比方说,从地球到火星来回520天,需要多少水、食物,都需要通过测试来确定。


可以说,现在的试验是未来人类火星探测的一个基础部分。这个试验也不是完全模拟飞行试验,比如它没有模拟太空失重状态。


记者:一方面,志愿者在试验舱做实验,另一方面,志愿者也是被观察的对象。如何检测志愿者的身体状况等指标?


王跃:进舱后每个人根据角色不同有各自不同的手册,规定哪些要做,哪些不能做。520天分为三个时间段,前150天左右为第一个,中段更长一些。


这个试验有100多项实验任务,每天安排不同,有非常详细的实验手册。按照时间阶段做不同实验,并进行交叉对比和配对比较。数据向外传输不定时,但每天有固定时间点向外传递电子方面和实验采集的数据。


每天一起床,就要自测体温、血压、体重等,每天日程安排是8小时休息,8小时工作,8小时处理自己的事情,但估计工作时间会延长到10—12小时。


层层选拔脱颖而出


身体选拔要求很细,对脊椎骨一节一节X光检查


记者:作为“火星—500”唯一的中国志愿者,选拔要经过哪些程序?


王跃:我一直觉得很幸运,因为有很多很优秀的科技工作者也同样具备条件。从去年11月份开始选拔,先是在国内进行身体和心理选拔,然后确定第一批候选者到俄罗斯,和其他国家志愿者一起吃住、生活,再进行和国内相似的生理、心理选拔。综合比较,我进入了最后名单。


身体选拔方面,国内与国外医学选拔非常相似,对各方面要求很细,比如脊椎,每个脊椎骨不能有骨质增生、偏移,需要一节一节X光检查。心理检查方面,做了非常多的调查问卷和测试,针对精神反应能力、认知能力、心理相容性等,非常非常多。


最后是根据各项仪器或者各项实验操作的熟练程度,各组成员之间的融洽性,以及交流能力、心理承受能力做出最后选择。


记者:“火星—500”选拔和航天员选拔有什么区别?


王跃:我是一名航天员教员,我觉得这两者不能简单对比。在外太空,环境是地面难以想象的,经受的训练负荷超出一般人所能容忍。我们的选拔主要还只是医学检验。像航天员的航天环境适应性训练,是其最重要的一项内容,要在承受超出地球表面重力6—8G的重力下进行加速度训练,或者进行超失重状态下长期工作和工作能力保持的训练。我们的封闭环境毕竟还是在地球表面,应该说,更多承受的是心理压力。(人民日报 余建斌)


只剩最后一人,也要前往“火星”



中方总设计师李莹辉详解“火星—500”’试验



了解长期密闭环境下乘组健康状态及工作能力状况


负责中方参试项目的责任总设计师、我国载人航天工程航天员系统副总设计师李莹辉介绍,人类在实现了众多太空计划特别是国际空间站建造完成后,火星很可能就是下一个登陆的目的地。


由俄罗斯牵头组织、多个国家参与的“火星—500”国际合作项目,主要是俄罗斯航天医学问题研究所、欧空局和中国航天员科研训练中心三家机构参与试验。试验的主要任务是探索“人与环境”相互作用,了解长期密闭环境下乘组健康状态及工作能力状况,特别是获取超长飞行时间、完全自主控制、资源有限、无法实施身体及心理特殊治疗、完成火星表面出舱活动等条件下的相关数据。


为了尽可能接近真正飞往火星的过程,试验主要模拟了三个真实内容:全程520天、全封闭狭小空间和极重的任务负荷。


真正奔赴火星时是在一个长期的密闭环境中,和地面通讯也将延迟20到40分钟。此外,加上多达100多项的任务负荷,这对生理和心理会造成一定影响。


试验包含四大目标



据李莹辉介绍,针对未来火星探索中可能面临的问题,此次试验主要有四大目标。


首先就是针对奔赴火星的过程中,航天员处于长期密闭环境,相对无助和孤立,对人的耐受能力包括生理和心理提出挑战,也就是超长航天飞行对人的健康和工作能力的影响。


其次是了解在这么长时间的人类星际探索中,能够用什么样的医疗手段,包括应急、临床处置的一些手段来保证人的健康。


此外还要了解长时间星际飞行的运载能力,主要是指所有保障物品的寿命能力。最后,就是考验通讯延迟条件下怎么样和里面的志愿者进行有效的沟通,也就是考验通讯方式改变时的信息传输能力。通信延迟按照目前设计是20到40分钟。


试验过程中,对人的耐受性要求确实非常高,因此对志愿者选拔的要求非常严格。不过,很明确的是,一旦有志愿者忍受不了极限考验,陆续退出,甚至只剩下最后一个人,这项模拟试验仍将继续。


三个中国设计项目入选


此次试验由中国设计并入选的有三个项目,所有志愿者都将参加完成。



“我们设计的第一个项目是涉及将来深空探索的医学技术,主要是中医。”李莹辉说,中医在我国载人航天中具有独特的贡献,我们就提出利用中医的望闻问切小仪器,对志愿者的健康状况进行检测,然后进行分析。


“第二个项目是在这么长的时间里人的节律变化,这是人类在深空探索中必须要回答的问题。”李莹辉介绍说,到了舱内,在密闭的环境里,再加上紧张,人的节律会发生一些变化。


“这次试验可能是国际上首次这么长时间里不同文化背景的人在这么狭小的空间生活,因此我们的第三个项目就是密闭环境对不同文化背景下非语言交流的影响。”李莹辉说。

人民时评



人类梦想 中国角色



中国志愿者承担的使命,也是中国这个航天大国正在扮演的角色


人类在探索火星的征程上,又迈出新的一步。


志愿者名单的确定,意味着人类首次模拟火星载人航天飞行万事俱备。未来520天中,在550立方米的全封闭空间里,6名志愿者将体验未来火星之旅中遇到的种种可能,并完成100多项实验任务。全世界将在屏息之中等待舱门的关闭,然后,在屏息之中等待舱门又一次开启。


尽管只是模拟,但这次试验同样开启了人类太空梦想的又一次“旅程”——无论是前往火星,还是宇宙的更深处。科学家们毫不犹豫地将这次试验列入世界航天史上的重大事件之一。尽管目前人类飞往火星的最近计划是在2030年,但火星将是人类继月球以后下一个着陆点的判断,已经让科学家们在四五年前就开始未雨绸缪,并着手模拟火星往返并登陆的筹备。其间,设计的复杂,耗费的巨大,带来了许多挑战,但这丝毫没有动摇科学界的决心。正是锲而不舍的坚持,让这场试验在今天有了一个开始。


人类航天之父齐奥尔科夫斯基曾说:“人类不会永远留在地球这个摇篮里。”这不仅是每个航天人的梦想,也表达着全人类的心声。人类共同的太空梦,是航天事业的最大“着陆场”。从大众对航天活动的翘首热盼,到关于星际旅行的电影小说热映热销,再到全世界对模拟火星之旅的密集关注,正是对未知世界的好奇心,让人类以梦想和实现梦想的形式,不断上演着一幕幕传奇。


怀揣同样的梦想,中国志愿者王跃将成为模拟火星之旅中的6名志愿者之一。在某种意义上讲,这也是中国这个航天大国正在扮演的角色。如同俄罗斯人的评价,这次试验若没有中国的参与,将会是一个很大的遗憾。面对浩瀚的宇宙,地球人是一个团队,而中国人正在通过自己的努力,书写中华民族的豪迈,也为全人类拓展太空的疆域。


从“神五”、“神六”,到“神七”,从单人上天到多人上天,再到太空漫步,中国载人航天事业正不断取得突破。中国人何时能够登上月球甚至火星,进一步向深空迈步,让每一个中国人浮想联翩。不久以后的“天宫一号”发射,就将成为中国航天员未来长驻太空的坚实基础。中国人的加入,令人类的航天事业离理想的目标更近了一步。


朝着梦想,让我们一起出发。


中国志愿者如何确定?


模拟火星载人航天飞行共有6名志愿者,分别来自俄罗斯、欧洲和中国。


“火星—500”试验中方总设计师李莹辉介绍,各国确定志愿者的选拔来源和背景方面不太一样。比如俄罗斯和欧洲准备的时间很长,参加选拔的人员不管有没有专业航天背景,都对航天非常热爱,因此都非常积极。


李莹辉说,对中国来说,由于参加项目较晚,选拔人员的准备时间很短,去年11月份才开始,“这个期间,我们自己进行了初步选拔,然后再送到俄罗斯接受检查和培训,时间非常紧张。因此,我们认为有航天背景的人参与的话,对这个试验的理解会更深刻,所以首先从科研人员当中选拔优秀人员去参与。”


李莹辉介绍,这次航天员中心70多名科技人员参加选拔,最后重任落在了王跃身上。王跃作为航天员教员,曾经参加过“神七”任务,对载人航天的风险、困难以及载人航天后续任务需求的理解,应该说远比普通人深刻,“所以我们也希望通过他的参与,能获得更好的理论和技术储备。”


“事实上,俄罗斯一开始并没有说我们的志愿者可以入选,只是说送来看看。但两个多月的时间,王跃经受住了考验。在其他志愿者都没有定选的时候,俄罗斯在第一时间告诉我们,你们的这个志愿者‘OK’。”李莹辉说,在文化、技术的交流以及100多个项目每天的培训,包括野外生存等等这些训练中,王跃很好地完成了任务。(人民日报 余建斌)


延伸阅读



人类进行火星探测的进程




●1960年—2008年底,各国共计发射38次/39个火星探测器,任务成功率(包括部分成功)约为46%。由此,火星被航天界称为“航天器的墓地”。


●世界上已发射的火星探测器,可以分为“飞越”、“轨道器”、“登陆器”和“漫游者”等类型。火星探测已经从无人探测进展到机器人探测阶段,跨出了“越”、“绕”、“落”三大步。1996年底,美国宇航局“火星全球探测器”、“火星探路者”和俄罗斯的“火星96”的发射,标志着国际上一个新的火星探测时代的开始。


●至今人类还没有载人火星飞行的经历。目前,欧洲和美国公布的人类火星登陆计划都在2030年以后。(资料来源:中国科学院空间科学与应用研究中心)



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