對人體來說，太空飛行造成最嚴重影響的器官也許是大腦。

根據(jù)從國際空間站返回的宇航員身上所提取的數(shù)據(jù)，宇航員在太空面臨的最大問題之一是，他們的肌肉和骨骼會發(fā)生退化。由于微重力環(huán)境下，宇航員不需要像在地面上那樣，經(jīng)常性地用到肌肉——比如站立時需要使用的背部或腿部肌肉——因此它們會迅速退化。事實上，美國宇航局(NASA)的記錄顯示，有的宇航員在抵達國際空間站的短短11天時間里，肌肉質(zhì)量就萎縮了20%。為了抵御太空環(huán)境中的肌肉和骨骼退化，美國宇航局啟動了“數(shù)字宇航員項目”，使用計算機模擬技術(shù)來提高本已十分嚴格的宇航員訓練強度。

此外，當宇航員生活在低重力環(huán)境中時，他們的體液也會受到顯著影響。人體約有三分之二的成分是水，正如你在很多視頻中看到的，宇航員有時會在太空中擺弄懸浮的水滴，失重狀態(tài)下的水的確會表現(xiàn)出奇特的樣子。雖然視頻看上去很有趣，但這會對人體調(diào)節(jié)體內(nèi)重要生理過程的能力造成嚴重影響。當宇航員初次抵達國際空間站時，他們會出現(xiàn)類似于普通感冒的癥狀(面部浮腫和鼻塞)，這是因為他們的體液轉(zhuǎn)移到了身體的上半部分。

隨著宇航員的身體漸漸適應失重環(huán)境，他們的體液分布會變得更加均勻，身體也不再需要那么費力地去調(diào)節(jié)血壓。雖然這聽起來像是好消息，但事實證明，它可能帶來一些非常不利的副作用，比如血容量減少20%，這可能導致心臟功能退化，因為它能泵的血量變少了。

盡管科學家還發(fā)現(xiàn)了其他一些有趣的生理現(xiàn)象(比如，一位宇航員無法流淚，因為眼淚會凝聚成一個水球;或是有人失去了味覺)，但對人體來說，太空飛行造成最嚴重影響的器官也許是大腦。雖然進入太空能夠帶來一些積極的心理影響(比如“總觀效應”，或是從太空俯瞰地球所產(chǎn)生的內(nèi)心平和感)，但通常來說，宇航員總是處于持續(xù)的高壓狀態(tài)。

雖然在失重狀態(tài)下翻跟頭聽起來很好玩，但我們必須考慮到，宇航員生活在充滿未知的高風險環(huán)境中，這意味著，最細微的錯誤也可能關(guān)乎生死。即使做了萬全準備，國際空間站也曾出現(xiàn)過一些險情。

2013年，意大利宇航員盧卡·帕米塔諾(Luca Parmitano)在執(zhí)行太空任務時，不得不提前終止太空行走，因為他航天服中的水開始向頭盔滲漏，險些將他淹死。帕米塔諾日后回憶起這段經(jīng)歷時說，當水開始滲漏到頭盔時，他感覺自己就像是“魚缸里的一條金魚”。

由于液體在微重力環(huán)境中的運動方式會發(fā)生改變(它們會凝聚成球，四處飄浮)，因此，當水滲漏到頭盔后，帕米塔諾一方面要保持呼吸，另一方面還不能讓水進入自己的眼睛、鼻子和嘴巴。雖然他最終安全返回了國際空間站，但他使用的航天服去年再次成為一起類似事故的罪魁禍首——一位宇航員為了保命，也不得不提早終止了太空行走任務。

國際空間站運行初期，曾有一位宇航員在進行太空行走時，身上被附著了一層約2.5厘米厚的有毒冷凍氨。他不得不待在空間站外，繞著地球轉(zhuǎn)了一圈，直至航天服上的冷凍氨蒸發(fā)掉。那原本是一次例行的太空行走任務，當時，美國宇航員羅伯特·柯比姆(Robert Curbeam)正在處理空間站的冷卻系統(tǒng)。由于氨的冰點較低，冷卻系統(tǒng)使用了氨。然而系統(tǒng)發(fā)生故障，氨開始從管道中泄露，這時，空間站的每個人都知道，有麻煩了。三分鐘后，柯比姆成功關(guān)閉了發(fā)生泄漏的閥門，但此時，他的整個航天服都被冷凍氨覆蓋住了。據(jù)當時與柯比姆一同執(zhí)行太空行走任務的另一名宇航員說，他當時看起來就像一個雪人。

為了把航天服上的有毒化學物質(zhì)清除掉，柯比姆不得不待在空間站外，繞著地球轉(zhuǎn)了一圈(大約90分鐘)，以便陽光能融化那些氨晶體。等到安全返回氣閘內(nèi)之后，他和其他宇航員不得不戴上氧氣面罩約半個小時，好讓空間站濾掉內(nèi)部空氣中的毒素。

柯比姆的“驚魂記”也讓人想起了兩位蘇聯(lián)宇航員曾經(jīng)歷的那場險情。1990年，“和平號”空間站的氣閘出現(xiàn)故障，兩名宇航員被拒之門外，在氧氣即將耗盡的情況下，他們不得已啟動了緊急入艙程序。此前，他們進行太空行走是為了修復返回艙的隔熱層，這個故障對他們返回地球造成了威脅。經(jīng)過五個小時的太空行走后，宇航員成功修復了飛船，這時他們發(fā)現(xiàn)，空間站的氣閘門未能正常關(guān)閉，艙室無法增壓。在氧氣已經(jīng)嚴重不足的情況下，兩名宇航員不得不啟動了緊急入艙程序，最終回到加壓艙。不過，至于他們是如何做到的，蘇聯(lián)方面的記錄仍然是一個謎。

至于他們是如何做到的，蘇聯(lián)方面的記錄仍然是一個謎。

1997年，“和平號”空間站還發(fā)生了其他一些險情。當年2月，用來制造氧氣的一個高氯酸鋰罐發(fā)生泄露，空間站隨之起火，好在只過了一分半鐘，宇航員就將火撲滅了?？蓛H僅幾個月后，俄羅斯“進步號”貨運飛船撞上了“和平號”空間站的一個模塊，并在后者身上撞出一個洞，致使艙室開始降壓。這原本很容易演變?yōu)橐粓鲋旅氖鹿剩靡嬗谟詈絾T的迅速反應(其中有一位是來自美國宇航局的訪問宇航員)，他們切斷了一些防止艙口關(guān)閉的線纜，成功密封了發(fā)生泄漏的模塊，將其與空間站其余部分隔絕開來，從而化解了這場險情。

人類在空間站中曾經(jīng)歷過大大小小許多次事故，以上這些只是其中的一部分而已。這很好地提醒了我們，即便做了最充分的準備，人為錯誤永遠也都是我們需要考慮的一個因素。盡管如此，考慮到各方面的情況，如果宇航員感到壓力過大， 我們也很難去責怪他們，尤其是要知道，很多宇航員在太空中會長期遭受睡眠不足的困擾。(當你在國際空間站上，每天要看到15次日出時，入眠可能會變得有點難。)

然而，盡管我們已經(jīng)知道了太空飛行對人體造成的種種不利影響，這些認知全都是基于在短期內(nèi)收集而來的數(shù)據(jù)(最長為六個月)，根本不足以讓我們了解火星之旅(將耗時一年半以上)可能對人體造成的影響。為應對這種情況，美國宇航局去年啟動了一項前所未有的實驗——“雙胞胎研究”。它把斯科特·凱利(Scott Kelly)送上國際空間站，讓他在那里待上一整年，而他的孿生兄弟馬克·凱利(Mark Kelly)則留在地面，研究長時間太空飛行對人體造成的影響。

雖然這項長達一年的實驗的首批成果剛剛開始披露，美國宇航局已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些有趣的現(xiàn)象。首先，一項關(guān)于太空飛行與人體老化關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，斯科特的端粒(DNA中一個會隨著年齡增長而縮短的區(qū)域)在太空飛行期間出現(xiàn)了增長。研究人員將此歸因于斯科特在太空中做了更多的運動，以及飲食中的熱量減少了。此外，另一項研究發(fā)現(xiàn)，斯科特返回地球后，其心智能力并未受到明顯影響。

還有一項研究仍在進行中，它將對凱利兄弟進行完整的基因組測序。研究人員在他們各自的基因組中發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個獨特的突變(這在意料之中)，與此同時，研究人員還發(fā)現(xiàn)，凱利兄弟體內(nèi)大約有20萬個RNA分子呈現(xiàn)出不同的表達方式。這是否表明，斯科特在國際空間站期間激活了某種“太空基因”，我們還有待觀察。

數(shù)十年來，登陸月球和火星的載人太空任務第一次被提上日程，在這種情況下，了解如何在太空這個最后的疆界中生存，就變得比以往任何時候都更加迫切。得益于數(shù)十位宇航員多年來的開拓性工作(他們成為了地球軌道上的“小白鼠”)，如今，對于如何在微重力環(huán)境下生存，我們已經(jīng)了然于心。載人火星任務將帶來一系列新的生理挑戰(zhàn)(比如輻射的威脅)，但如果沒有這些初步性的實驗，火星之旅是不可能實現(xiàn)的。在微重力環(huán)境下生存始終是一項挑戰(zhàn)，但有了不斷進步的技術(shù)，以及在地球和近地軌道所學到的經(jīng)驗教訓，人類演進為跨行星物種的可能性將超過以往任何時候。