直到現(xiàn)在，馬蒂厄·科莫羅夫斯基還一直希望能成為一名宇航員。這位出生在法國的麻醉科醫(yī)師在倫敦帝國學(xué)院獲得了博士學(xué)位，并在2008年向歐洲空間局提出了申請(qǐng)。不過，他很清楚自己被選中的機(jī)會(huì)很渺茫。“基本上，作為一名住院醫(yī)師，我在篩選中不會(huì)走得太遠(yuǎn)，”科莫羅夫斯基說，“但我一直在努力提高自己的技術(shù)。”

科莫羅夫斯基所說的，便是為外科手術(shù)執(zhí)行麻醉的技術(shù)。在閱讀了有關(guān)太空醫(yī)學(xué)的文獻(xiàn)之后，科莫羅夫斯基發(fā)現(xiàn)，這些技術(shù)可能要比原先預(yù)想的更為重要。在涉及到宇航員安全和健康的所有問題中，創(chuàng)傷性損傷是最令人擔(dān)憂的問題之一，對(duì)太空任務(wù)有著最大的潛在影響，而且更糟糕的是，人們對(duì)這個(gè)問題的了解是最少的。

之所以如此，部分是因?yàn)檫@類問題還從未發(fā)生過。過去幾十年，在阿波羅登月、和平號(hào)空間站、太空實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃、航天飛機(jī)和國際空間站等任務(wù)中，宇航員經(jīng)歷了許多醫(yī)學(xué)上的問題和關(guān)切，當(dāng)然也曾經(jīng)發(fā)生過致命的災(zāi)難，但沒有一位宇航員受到過嚴(yán)重的創(chuàng)傷性損傷，或者需要在太空中進(jìn)行手術(shù)。

不過，如果人類試圖繼續(xù)在低地軌道之外展開太空探險(xiǎn)，并不斷向外拓展，比如前往火星，那終將會(huì)出現(xiàn)人員受傷的情況。2002年，歐洲空間局的一份報(bào)告中提到太空任務(wù)中出現(xiàn)嚴(yán)重醫(yī)學(xué)問題的概率為每年0.06人次。正如科莫羅夫斯基在2016年發(fā)表的一篇期刊論文中指出的，對(duì)于一個(gè)前往火星的6人團(tuán)隊(duì)來說，在900天的任務(wù)期內(nèi)，幾乎可以確定會(huì)發(fā)生一次重大的緊急事故。

最壞的情況比如宇航員到宇宙飛船外部維修某個(gè)沉重的設(shè)備，突然間設(shè)備失去控制，撞傷宇航員的手臂或大腿;宇航員可能會(huì)暴露在真空中，但最終努力回到飛船內(nèi)，但已經(jīng)出現(xiàn)脫水、部分凍傷、嚴(yán)重失血和昏迷等情況。最后的結(jié)果取決于這名宇航員是在地球附近的軌道上，還是在遙遠(yuǎn)的行星際空間——以及飛船上有哪些裝備。

美國航空航天局似乎還沒有在短時(shí)間內(nèi)飛向火星的打算，但包括伊隆·馬斯克在內(nèi)的一些人，已經(jīng)宣稱最快可以在這個(gè)十年的尾聲時(shí)展開前往火星的任務(wù)。在2016年9月于墨西哥瓜達(dá)拉哈拉舉行的國際天文學(xué)大會(huì)上，馬斯克描述了他的火星任務(wù)計(jì)劃，現(xiàn)在看來，這一計(jì)劃應(yīng)該要推遲或縮小規(guī)模了。不過，馬斯克仍然表示SpaceX不會(huì)停下腳步。

在7月19日于華盛頓特區(qū)舉行的國際空間站研究和發(fā)展會(huì)議上，馬斯克說：“如果安全是你的頭等目標(biāo)，那就不要去火星。”沒錯(cuò)，太空是不安全的。即使能夠抵擋致命的宇宙輻射，你還必須擔(dān)心失重狀態(tài)下出現(xiàn)肌肉萎縮和骨質(zhì)疏松的問題。此外，由于長(zhǎng)期隔絕在有限的空間中，人還會(huì)面臨可能長(zhǎng)期存在的風(fēng)險(xiǎn)——“精神代償失調(diào)”，這是NASA對(duì)嚴(yán)重失去理智行為的說法。

在太空中長(zhǎng)期生活還會(huì)使你的身體在許多方面出現(xiàn)變化，而這一切會(huì)導(dǎo)致外傷性損傷的后果更加嚴(yán)重。你的循環(huán)血液總量和紅細(xì)胞數(shù)量會(huì)下降;你的血管不再收縮和擴(kuò)張;一系列心血管問題會(huì)積累起來，最后的結(jié)果就如同在地球上出現(xiàn)了嚴(yán)重失血——而這都是在你受傷之前就會(huì)出現(xiàn)的情況。

你的激素水平會(huì)出現(xiàn)紊亂;免疫系統(tǒng)的反應(yīng)和傷口愈合機(jī)制會(huì)變得緩慢;你的骨骼更容易折斷，而且恢復(fù)得很慢。與此同時(shí)，致病性細(xì)菌會(huì)變得對(duì)抗生素有更強(qiáng)的耐藥性。許多人會(huì)在“漫長(zhǎng)”的飛機(jī)旅程后生病，想象一下，如果飛行的時(shí)間持續(xù)兩年會(huì)怎么樣?

如今，國際空間站的醫(yī)療設(shè)備情況已經(jīng)公開。空間站的工作人員擁有一個(gè)規(guī)模較小但非常專業(yè)的藥房，可以提供一些很重要的藥物和腎上腺素。他們還有急救用的自動(dòng)心臟除顫器，以及靜脈注射設(shè)備和包括血壓計(jì)在內(nèi)的診斷設(shè)備。

國際空間站上還有一臺(tái)超聲波儀器，這是站上唯一的先進(jìn)成像設(shè)備，用來發(fā)現(xiàn)內(nèi)出血和監(jiān)測(cè)眼球內(nèi)部液體水平——宇航員必須擔(dān)憂的問題，以保證自己不致失明。這臺(tái)儀器可能還有治療的用途。此外，國際空間站還有一些牙科設(shè)備。

“總而言之，只有極少數(shù)情況我們可以通過訓(xùn)練來及時(shí)應(yīng)對(duì)，”在2014年主持過國際空間站6個(gè)月工作的史蒂文·斯旺森說，“在這些情況之外，我們就得呼叫地面了。”

在訓(xùn)練期間，斯旺森學(xué)會(huì)了如何插入胸腔導(dǎo)管，并在一只山羊身上進(jìn)行了氣管切開術(shù)，他還花了一些時(shí)間在急救病房中擔(dān)任輔助工作。然而，盡管擁有這些經(jīng)驗(yàn)，他和他的宇航員同伴都還只能猜想真正的緊急情況發(fā)生時(shí)會(huì)怎么樣。“我們總是會(huì)想一些最糟糕的場(chǎng)景。

如果有個(gè)小洞你該怎么辦?破了一個(gè)大洞呢?你究竟會(huì)做些什么?”斯旺森說，“如果有人真的受傷非常嚴(yán)重，我們會(huì)把他們?nèi)拥揭凰衣?lián)盟號(hào)飛船上，然后返回地面。不過，那肯定不是一段輕松的旅程。”

事實(shí)上，國際空間站工作團(tuán)隊(duì)所學(xué)的主要是穩(wěn)定和控制住受傷的宇航員，然后呼叫地面，與航空醫(yī)生通話。阿尼爾·梅農(nóng)是NASA大約20名航空醫(yī)生之一，但他并不愿意說出任何關(guān)于宇航員醫(yī)療問題的具體情況——醫(yī)生與病人間的保密協(xié)定在太空中依然適用。不過，多年來他已經(jīng)參與過各種大大小小的相關(guān)事務(wù)，包括回答國際空間站人員發(fā)來的帶著些許憂慮的電子郵件，以及與一個(gè)完整的專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)議等。

如果你身處國際空間站所在的低地軌道，那這一切都是可能的。從林頓·約翰遜太空中心到國際空間站的通訊延遲基本可以忽略不計(jì)，在發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷時(shí)，宇航員名義上可以進(jìn)入?？吭趪H空間站上的聯(lián)盟號(hào)飛船，然后返回地球。

另一方面，“離開地球軌道”這樣的決定可能甚至都無法實(shí)施。“如果有人斷了腿，你怎么讓他們穿上宇航服呢?”斯旺森問道。聯(lián)盟號(hào)飛船的乘員艙很狹窄，“他們其實(shí)要彎身才能進(jìn)入那里”。如果病人正插著管，依靠氧氣瓶維持生命，那他們就根本無法進(jìn)入聯(lián)盟號(hào)飛船，更不用說穿上加壓宇航服了。

亞軌道科學(xué)

鑒于上述問題，NASA的應(yīng)對(duì)方法是資助各種研究，希望找出解決問題的方案。在被戲稱為“嘔吐彗星”的零重力飛機(jī)(飛行期間會(huì)經(jīng)歷短暫的失重狀態(tài))上，研究人員已經(jīng)進(jìn)行了插管、傷口開合、修復(fù)血管等手術(shù)操作，并在動(dòng)物身上進(jìn)行了其他多種血淋淋的醫(yī)學(xué)嘗試。有一個(gè)團(tuán)隊(duì)甚至切除了人手臂上的一個(gè)良性腫瘤。

在天空中，甚至藥物注射都會(huì)變得困難很多。“當(dāng)你揭開標(biāo)簽，藥物就會(huì)暴露在空氣中并開始氧化，它的效力就開始衰減，”梅農(nóng)說道。在地球上，靜脈注射可以依賴重力作用;而在太空中，你需要用泵來推動(dòng)，否則氣泡就會(huì)漂浮并保留在溶液中，導(dǎo)致潛在的栓塞風(fēng)險(xiǎn)。

目前正在國際空間站工作的宇航員佩吉·惠特森對(duì)這些過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。“你需要大量溶液，但這要求很多重量和空間，而在空間站上面不具備這樣的條件，”梅農(nóng)說，“而且氣泡會(huì)懸浮在各種奇怪的地方。她對(duì)這種情況感到很棘手。”

最大的一些挑戰(zhàn)同時(shí)也是最混亂不堪的。在太空中，由于沒有重力的約束，血液會(huì)比在地球上噴濺得更厲害;或者，血液可能會(huì)在傷口或切口周圍蓄積形成腫塊，使真正的創(chuàng)傷更難被發(fā)現(xiàn)(一個(gè)有趣的事實(shí)： 2009年發(fā)表的一篇論文指出，當(dāng)人的失血速率達(dá)到每分鐘100毫升以上時(shí)，那基本就回天乏力了)。

在太空中處理飆血或血腫的問題時(shí)，一個(gè)很酷炫的方法是用一種充滿液體(比如鹽水)的泡形罩將傷口或切口封起來，然后像操作腹腔鏡手術(shù)一樣，用延伸臂上的微小工具進(jìn)行手術(shù)。

4年前，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程師詹姆斯·安塔基領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)就在一次零重力飛機(jī)任務(wù)中，對(duì)一只模擬失血的手臂嘗試了這一方法。第一次手術(shù)時(shí)，他為手術(shù)工具裝上了一個(gè)柔軟的領(lǐng)子和襯墊，并加了一個(gè)透明的蓋子，就像是潛水員戴的面罩。“我把它變成了一個(gè)柔軟的，可以穿刺的泡形罩，”

他說，“它是透明的，因此你能看到哪里在失血，看到血管，然后你可以用手術(shù)工具穿過去，進(jìn)行縫合或切除，或者灼燒傷口等等。”這個(gè)泡形罩由一種很厚的彈性材料制成，并用纖維網(wǎng)增加了強(qiáng)度，可以像自封式輪胎一樣保持密閉狀態(tài)。安塔基希望能在今年秋天把最新版本的裝置通過SpaceX任務(wù)送上國際空間站，然后進(jìn)行模擬測(cè)試。

至于想成為宇航員的麻醉醫(yī)師科莫羅夫斯基，他最后發(fā)現(xiàn)心血管的“重新調(diào)整”——失血和血液流動(dòng)變緩——可能會(huì)對(duì)麻醉造成災(zāi)難性后果。

他說：“在全身麻醉期間我們用來讓人睡著的藥物其實(shí)相當(dāng)危險(xiǎn)。它們會(huì)降低血壓，擴(kuò)張血管。”即使在地球上，向人體輸入這些藥物都需要經(jīng)過非常細(xì)致的訓(xùn)練，以根據(jù)每個(gè)人的新陳代謝情況調(diào)整劑量;而在情況復(fù)雜，甚至常常存在可燃?xì)怏w的宇宙飛船上，麻醉的難度會(huì)變得非常高。

科莫羅夫斯基提議在太空探索的藥物儲(chǔ)備中增加一些新的東西，比如分離麻醉劑氯胺酮。“它被用在世界各地的惡劣環(huán)境中，”他說，“它不會(huì)損害血液循環(huán)系統(tǒng)。心血管系統(tǒng)會(huì)得到保護(hù)，因此它很適合用在失血、昏迷或嚴(yán)重脫水的病人身上。”而且，這種藥物是安全的。“即使你搞錯(cuò)了劑量，多用了5倍，也很可能不會(huì)有什么事情發(fā)生。”(氯胺酮又被稱為K粉，是受到管制的藥物)

NASA已經(jīng)資助了數(shù)十位研究者，鼓勵(lì)他們更深入地研究太空旅行時(shí)的人體生理變化，并提供可能的醫(yī)學(xué)介入手段。梅農(nóng)表示，在長(zhǎng)期太空任務(wù)中，或許可以通過發(fā)送多媒體醫(yī)療教程的方式解決行星際遠(yuǎn)程醫(yī)療會(huì)議時(shí)的信號(hào)延遲問題，或者在特定的階段實(shí)施“硬暫停”。換句話說，正在做手術(shù)的宇航員可以暫停手術(shù)并固定同事的身體，等待評(píng)估和進(jìn)一步的指示。

如果人類想要離開地球軌道，進(jìn)入深空，那相關(guān)的醫(yī)學(xué)研究也必須邁向新的前沿。“我認(rèn)為有可能在倫理上被接受的事情或許是在太空中嘗試鎮(zhèn)靜，因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)比較適中，而且我們可以學(xué)到很多，”科莫羅夫斯基說，“這項(xiàng)工作必須由一名麻醉醫(yī)師來開始，因此我志愿提出了申請(qǐng)。”