生命在太空延續(xù)

迄今,科學(xué)不無遺憾地告訴我們,只有地球上的生命是真實的.

那么,在廣袤的宇宙中真的沒有地球以外的生命存在嗎?地球上的生命能在太空延續(xù)嗎?我們現(xiàn)在追求的不是或有或無的結(jié)論,重要的是腳踏實地地進行探測和研究.

關(guān)于地外生命,我們已做過一些探討,本文只討論地球生命在太空延續(xù)的問題.

一般來說,研究地球上的生命能否在太空延續(xù),其前提是必須有航天技術(shù)；但對載人航天來說,則又必須是以地球生命能夠在太空延續(xù)為前提,而載人航天是發(fā)展航天技術(shù)始終如一的目標(biāo).因此,實際上,地球生命在太空延續(xù)問題的研究與航天技術(shù)發(fā)展同步.

曾經(jīng)做了些什么

在航天技術(shù)剛剛起步的年代,科學(xué)家們就用火箭將各種生物送入太空,研究太空環(huán)境對生物肌體和生命的影響,其目的是了解地球生命能否在太空延續(xù).如布勞恩等人在1946年12月,用V-2火箭將孢子送入187千米的高空；1948年6月又將一只恒河猴送入60千米高空.1951年6月和8月,科羅瘳夫用地球物理火箭每次各將兩只狗送入110千米高空.1951年4月和9月、1952年5月,美國人用探空火箭將4只猴子和13只老鼠送入高空.20世紀(jì)60年代,我國也用生物火箭將一些生物送入高空進行實驗,其中有名的是“小豹”和“珊珊”兩只小狗,它們安全返回地面后還結(jié)婚生子.

有了人造地球衛(wèi)星和試驗飛船以后,蘇聯(lián)和美國都幾十次地將各種動物送入太空進行實驗,其中1957年11月3日蘇聯(lián)發(fā)射的人造衛(wèi)星2號,首次將小狗萊伊卡送入太空軌道.完成200多小時訓(xùn)練的黑猩猩哈姆,則乘美國的水星飛船于1961年2月21日進入太空,安全返回地球后活到1983年1月.

這些動物是生命在太空延續(xù)實驗的先行者.它們的巨大貢獻是,基本上證明了人可以在太空生存.由于“冷戰(zhàn)”中爭奪航天“第一”的政治需要,這就迎來了蘇聯(lián)航天員尤里·加加林于1961年4月12日首次乘東方號飛船進入太空.隨后有美國于1969年7月20日首先將尼爾·阿姆斯特朗送上月球.

此后,除繼續(xù)用各類生物在太空進行實驗外,還直接對在太空的人體進行觀察和反復(fù)實驗,深入了解太空飛行環(huán)境對生命的影響及其對策.在這個過程中,迄今共有約900人次進入過太空,在軌道上繞地球飛行；27人次飛近月球；12人登上月球.

通過這些實驗和活動,我們已經(jīng)可以說,生命在太空延續(xù)的第一階段的研究已經(jīng)完成了,即地球生命能否在太空延續(xù)的問題已經(jīng)解決了.同時,這些實驗和活動已經(jīng)逐漸進入第二階段,即利用航天技術(shù),研究生命如何在太空更好的生存和發(fā)展.

生命在太空延續(xù)的條件

理論和實踐使我們了解到,要使地球生命在太空延續(xù),必須解決空氣、水和食物供應(yīng),陽光照射、能防護輻射的居室和重力適應(yīng)等6個基本問題,此外還有能源等問題.

氧氣是人類等動物生存的首要條件,植物生存也離不開地球大氣這樣的空氣.而太空卻是真空,在一些天體上雖有大氣,但大氣成分與地球大氣迥然不同.

水是各種地球生命都需要的,但太空中沒有水,或者沒有液態(tài)水；天王星等少數(shù)天體上雖有液態(tài)水,但現(xiàn)在看來地球生命是無法進入的.

地球生命需要的食物（養(yǎng)分）,太空中是一點也沒有的.

在太陽系中,陽光是不成問題的,不僅可以解決陽光照射問題,還可以解決能源問題.

飛船和運載火箭殼體可作為能防護輻射的臨時居室,然后可用月球、火星和小行星上的材料建造永久性的防輻射居室.

地球生命能否適應(yīng)零重力、微重力和輕重力,還可繼續(xù)摸索,如若不能,還可采用人造重力.

由此看來,在6個基本問題中,最難解決的是空氣、水和食物供應(yīng)問題.但仔細(xì)分析起來,最關(guān)鍵的又是水.有了水,可以分解出氧氣來.有了水和氧氣,就可建立密閉生態(tài)系統(tǒng),種植植物,飼養(yǎng)動物,解決食物供應(yīng)問題.

正在和還將做什么

正在和還將進行的工作,大致可分為三個方面.

一是利用進入太空的人體進行航天醫(yī)學(xué)研究,研究如何使人體耐受和適應(yīng)太空和太空飛行的特殊環(huán)境,更好地在太空生存和工作.這方面的研究包括實地記錄人體的生理、心理指數(shù)；從地面上對在太空的人員進行醫(yī)學(xué)監(jiān)督；派醫(yī)生到太空去進行航天醫(yī)學(xué)研究.如俄羅斯航天員波利亞科夫,就是3次進入和平號空間站進行醫(yī)學(xué)研究的醫(yī)生.正是他創(chuàng)造了在太空連續(xù)飛行438天的記錄,這是足以飛向火星的時間.在這次長期飛行中,他共完成950項醫(yī)學(xué)實驗.

二是在太空進行動物實驗.迄今進入太空進行實驗的有氨基酸和蛋白質(zhì)等有機物,細(xì)菌,蝸牛、蟋蟀、果蠅、蜜蜂等昆蟲,青蛙,蠑螈,魚和魚卵,雞蛋和鵪鶉蛋,老鼠、狗和猴子等動物.

如蘇/俄曾分別將裝有氨基酸、蛋白質(zhì)和細(xì)菌的容器在和平號空間站外殼上放置5000小時；1992年2月將60只鵪鶉蛋帶到和平號上,7天后孵出30只小鵪鶉.

1984年4月,美國航天飛機將3300只蜜蜂帶入太空,8天內(nèi)它們筑起了一個與地面上一樣大的蜂巢；1992年9月,將180只大黃蜂、7600只果蠅和30枚受精雞蛋帶上奮進號航天飛機到太空飛行；1993年10月、1995年7月以及1998年4月,分別將48只老鼠；10只懷孕的老鼠；1500只蟋蟀、233尾魚、135只蝸牛、152只老鼠帶上航天飛機,在太空進行實驗.

日本女航天員向井千秋于1991年7月,也將4尾青鱒魚和340粒青鱒魚卵隨航天飛機進入太空,共有20尾小青鱒魚在太空出世.

我國科學(xué)家也利用返回式衛(wèi)星和神舟號試驗飛船飛行,將老鼠胚胎和一些動物帶入太空進行實驗.

三是在太空進行植物種植實驗,包括糧食作物、蔬菜和花卉等許多品種.

早在20世紀(jì)70年代,蘇聯(lián)就在禮炮號空間站上設(shè)小型溫室,進行植物栽培試驗,1980年阿拉伯草首次在太空開花；1982年收獲了200多粒阿拉伯草種籽；航天員還進食進太空生長的蔥和萵苣；1985年棉花籽在太空長出了苗.

在蘇/俄的和平號空間站上,專門辟有一間面積900平方厘米的溫室,先后培植了100多種植物,完成了從播種、發(fā)芽、生長、開花和結(jié)果的全過程,收獲了墨西哥矮小型雜交小麥,以及油菜籽等等.

美國從1982年以來,也用航天飛機將植物種子帶入太空,1984年4月挑戰(zhàn)者號航天飛機飛行時,將裝有120個品種的200億粒植物種子（其中包括1200萬粒西紅柿種子）的太空曝曬艙施放太空,研究輻射對它們的影響.

太空植物種子實驗是一柄雙刃劍,它既可為太空植物栽培服務(wù),也為地面選擇優(yōu)良品種服務(wù).如我國利用返回式衛(wèi)星搭載,用經(jīng)過太空飛行環(huán)境洗禮的植物種子,在地面上培育了優(yōu)質(zhì)水稻和青椒等糧食和蔬菜品種.

生命在太空延續(xù),是一個意義重大的科學(xué)問題,各航天大國總是將其與發(fā)展航天技術(shù)以同等程度的重視.美國、蘇聯(lián)/俄羅斯和日本等國,都在地面上建立密閉生態(tài)系統(tǒng)進行研究.但是,20世紀(jì)80年代美國“生物圈2號”大型試驗的失敗,又凸顯出這是一個非常復(fù)雜的科學(xué)問題,決不可急于求成,也決不會一蹴而就.

可喜的是,通過上述扎實的實驗研究,加之航天器的探測已在月球和火星上發(fā)現(xiàn)可能有冰凍水存在,因而,生命在太空延續(xù)的美好前景已隱約可見.在月球和火星上的永久性駐人基地中,在漂浮的太空城中,植物為動物提供飼料；植物和動物為人提供食物；植物放出的氧氣供人和動物呼吸；人和動物為植物提供養(yǎng)份和二氧化碳,如此等等的一個欣欣向榮、自給自足的生物圈,一定會在不久的將來得以實現(xiàn).