人类可以冬眠来进行长时间的太空旅行吗？

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翻译：刘峰

校译：刘峰

编排：刘斯媛

后台：朱宸宇

https://www.astronomy.com/space-exploration/is-human-hibernation-for-long-duration-space-travel-possible/

星际旅行路程遥远，动辄以上百光年计算，人类区区几十年的寿命看似无法承受慢慢征途。但如果宇航员能够大幅减慢他们的新陈代谢率，他们就有可能在星际之间的长途航行中“沉睡”。

类似《星际迷航》和《星球大战》这种电影可能让你认为星际旅行如同家常便饭，但在星际之间旅行所需的时间是超乎想象的。

以“旅行者一号”为例，该航天器以 61155 公里/小时的速度行驶。如果旅行者一号以这种速度飞向我们最近的恒星比邻星，则需要73000年才能到达目的地。这意味着，人类在恒星之间的任何太空飞行，即使速度远远超过旅行者号也至少需要数十到数百年。

对于星际旅行所需时间的问题，长期以来人类寄希望于冬眠。如果人类能够大幅减慢新陈代谢速度，他们就有可能长时间“睡眠”并在到达目的地时被唤醒。人类冬眠的设想在很多科幻电影中有体现，例如《2001：太空漫游》和《异形》。但冬眠方案真的可行吗？甚至，人们会同意这样做吗？

科罗拉多大学细胞和发育生物学名誉教授桑迪·马丁是这样认为的：“我相信总会有一些人认为，与在非常狭小的房间里度过漫长时间相比，冬眠几个月是可以接受的”。马丁说，除了解决这种旅行的心理和社会复杂性外，冬眠还将减少“对运动、食物、氧气、水和废物清除”的需求，从而减少有效载荷并缓解工程问题。它还可能降低辐射暴露的风险。

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药物诱发的低体温

要使人类真正冬眠，需要解决许多重大的技术和医学问题。目前尚不清楚我们是否能够首先使人类冬眠，但一种可能的选择是外源性降低体温以减缓冬眠人类的新陈代谢，这种做法被称为“诱导性体温过低”。

医生已经在严重心脏病发作或创伤性脑损伤患者中使用医学诱导的低温以期改善神经功能恢复，但结果喜忧参半。目前医院使用的低温程度相对较轻，患者被冷却到仅比正常体温低几度，并且低温仅维持很短的一到两天。体温的降低会降低细胞水平的需氧量，再加上低温下心输出量减少，可能会使人类长时间冬眠。有据可查的案例表明，人们通常是在意外浸入极冷的水中后，从极度过低体温中完全恢复过来，因此有一些先例。

星际飞船上的人类是否能在长时间的低温下存活下来，以及这种情况可能对心脏、大脑、皮肤、眼睛、肾脏、血管和其他器官产生什么影响，在很大程度上还是未知数。

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像动物那样冬眠

另一种探索的可能性是，人类是否可以像动物那样冬眠，以度过严冬或资源稀缺时期。动物冬眠可以在许多物种中看到，包括鸟类、哺乳动物和有袋动物。动物的冬眠可以持续数小时、数天至数月。众所周知，阿拉斯加熊的冬眠时间长达七个月，但如果受到干扰，它们可能会醒来并短暂地四处走动。冬眠的动物会急剧降低体温和心率，破坏内部能量储存，并且不吃不喝。至关重要的是，与外部诱导低温不同，自然冬眠的动物能够在没有外部支持或干预的情况下自发进行并保持这种状态。

如果星际飞船上的人类可以像动物自然一样被诱导进入冬眠，那么它可能会为人类提供另一种忍受长时间太空飞行的途径。人类天生不能忍受代谢抑制期——人类生存必须维持的生理参数（体温、脉搏、血压等）非常狭窄。例如，仅比正常体温高几度的发热可能是致命的。但科学家们正在研究使动物能够安全（且反复）冬眠的遗传和生化因素。如果这样的研究取得成果，它可能会创造出治疗方法，例如基因疗法，这些疗法也可以让未来的人类经历某种形式的冬眠。

“我认为最大的障碍是，准确了解冬眠如何以可逆方式降低新陈代谢需求，并保护全身器官系统，”马丁说。尽管如此，她说她确实相信我们很快就会更好地了解动物冬眠并在人类身上模仿它。

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更多挑战

不过，关于人类冬眠的其他关键问题仍未得到解答。谁来监视冬眠的船员？一些人类会保持清醒，以便他们（可能还有他们的后代）确保沉睡的船员安全？如果看护人或冬眠的人类生病了怎么办？AI 能否监督冬眠人类的安全？如果选择了 AI，是否可以指望它能够长期可靠地运行？在紧急情况下，冬眠的船员多快才能被唤醒，苏醒后需要多长时间才能正常运作？是否可以安全地多次对同一个人诱导冬眠？

在人类可以在现实生活中使用冬眠技术之前，所有问题都需要得到解答。

责任编辑：DAIKIN

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图片来源:NASA

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