摘要
剛通過卡門線,你就會開始覺得不適
當商業太空三巨頭:伊隆・馬斯克(SpaceX)、傑佛瑞・貝佐斯(Blue Origin)、理查・布蘭森(Virgin Galatic),彷彿每天都在爭誰先上太空時,商業太空旅遊的普及,每天似乎都有新進展,發展速度還因為他們感覺又再快了一點。
不過人體可不是這麼容易適應太空環境的,太空旅遊的最大對手之一,便是如何精準地讓一般人的生理情況,可以控制在一定的風險程度內,比方說,停留在太空的時間,三家品牌目前推出的方案,皆是數分鐘到一個半小時左右,撇開這個「行程」有不有趣,這麼短的時間,對人體的影響就不大。
相比於美國待在太空最久(665 天以上)的太空人佩吉・惠特森,已經 61 歲的她,雖然還是仍會成為商業太空任務的指揮官上太空,不過對一般人來說,很容易想得到她不但經驗豐富,又長期經過訓練,比我們容易多了吧?
那麼,超過離地 100公里高度的「卡門線(Kármán line)」,以及在太空旅遊行程是更久的時間的話,我們的身體會有什麼變化與不適呢?
頭昏眼花、天旋地轉、眼球抽動只是基本款
我們的大腦為了應對突如其來的環境改變,會做出程度不一的反應,在微重力環境中,最直接的是會有被稱為「太空適應症候群」的狀況,簡單來說,就是「太空暈眩」。
跟坐船造成的暈眩與噁心感、不適感相似,你的神經系統彷彿全部失靈,會難以分辨每個身體部位與身邊物體之間的位置與關係,這也跟喝醉酒後,要走直線、要抓準與拿起眼前物件,會有距離失準的情況。
當然,你在出發前,還在地球上時,就會經歷一系列的微重力環境體驗,讓你的大腦與身體能夠儘早知曉會面臨的變化,提高實際在微重力環境中,適應的效率能盡快提高、降低不適感的機會。
不過實際到了微重力中,前人的經驗與研究顯示,人體內的體液、血液的流動也會面臨許多挑戰,伴隨鼻塞、頭痛、頸部靜脈腫脹、頻尿、消化不良、肌肉流失、骨質流失加速等等問題,都會在你旅程的初期全部一起冒出來。
讓你不禁懷疑,花錢上太空是不是找罪受,事實上,剛好相反,越多人參與將越有價值。
太空醫學研究比你想的還有價值
商業太空市場的迅速發展,其價值不僅僅是在火箭的進步、旅遊相關服務的新商機等,一直以來,有許多科學研究與創新應用,是透過在太空無重力環境中,才發現新的解決方案。
在太空待了將近一年的知名太空人史考特・凱利(Scott Kelly),自 2015 年 3 月 27 日始,到 2016 年 3 月 1 日回到地球止,接受了醫師與科學家持續地觀察與研究他的生理狀況,與研究其他太空人相比,科學家與醫師還能夠將他的情況,與雙胞胎哥哥、也是太空人的馬克・凱利(Mark Kelly)觀察與比較兩個相近的個體,在遺傳上與生理的變化,將讓我們更了解人體的運作,甚至有機會對臨床治療有助益。
不過論整個太空醫學的研究與發現、對當今醫療帶來的價值,這還算是較小一塊、離應用較遠的一塊。
上太空 3D 列印器官,比地球容易數倍
3D 列印人體組織與器官,聽起來很未來,但這不僅是現在進行式,實際需求也非常大,對現在與未來,不論身處地球與太空的人來說,都價值非凡。
但由於人體組織的複雜性很高,以現今科技要打造出一個「標準量產版」人體器官簡直是痴人妄想,現今醫療科技雖然已有人工器官,但是伴隨的風險,則是很高,3D 列印技術因其「每一件都可訂製、適用於單一情況」的特點,成為發展下一世代人工器官的首選。
不過,在地球上,受重力的影響,運用 3D 列印技術在活體組織上,就變成一件擾人的事情了,科學家在列印組織培養物時,為了防止先列印出來的組織,不被下一層疊加在其上面的的組織影響、且組織構成方式有其規則要依循,會要準備各種支架來處理這個問題,而如果要列印的器官是心臟這麼複雜、腔體又是中空的器官的話,使用支架進行列印反而變成是阻礙。
微重力環境下,這問題就大幅降低了,欲構成複雜型態的多元組織,不再需要這麼多支架,也變得更加容易。
位於北美的 techshot,不僅是已經從事航太相關研發已經有三十多年時間的公司,他們與 3D 列印設備製造商 nScrypt 共同研發的生物列印技術,已經在國際太空站中使用,進行著許多研究,也已與 Axiom Space 簽署協議,讓商用 3D 生物列印機也安裝在商用太空站上,為更多的研發與需求,開啟邁向未來的重要的鏈結與準備。
換句話說,在醫療資源總量遠不及地球的太空中,若 3D 列印人工器官能夠成熟,在遇到需移植器官的嚴重狀況時,將能夠有能力解決,儘管目前的現實是,在地球上,光是腎臟移植手術,每年就約有 100 萬人在持續等待,而每年器官移植的數量,則是這數字的十分之一罷了,仍有許多人只能在等待與擔憂,甚至是絕望中度過每一天,透過太空的研究,或許這個狀況,有一天能夠以極爲有效率的方式解決。
新冠讓 3%~5% 的病人肺部纖維化,那能換一個肺嗎?
nScrypt 的執行長肯尼斯・邱奇(Kennth Church),他的女兒出生時便罹患名為先天性橫膈疝氣的疾病,這個疾病會限制肺部的發展,這種疾病相當少見,約 2,000-5,000 名新生兒中會出現一位,死亡率約 40%-69%,簡單來說,他的女兒只有一個肺在運行,幸運的是,他的女兒今年已經 27 歲,健康地活了下來,不過這也觸發了他想到:「如果我有生之年能為她長出一個肺,那真是再好不過了!」。
目前全球新冠確診人數已經高達 1.76 億以上,雖然生物列印器官的技術與產出,還需要 10-20 年之間才有機會進入人體移植階段,太空可以加速這研發進程,仍總是緩不濟急的感覺,樂觀地想,人工肺臟移植若成真,對於肺部已經受損的人來說,則是一條全新的機會。
商業太空加速人類向前進的原動力
撇開如果你身體內有很多是人造器官、那你是人類還是機器人的「忒修斯悖論」式的哲學與道德假想,商業太空在當代與未來所扮演的角色,不論那原動力是如肯尼斯・邱奇出於對女兒的愛,還是傑佛瑞・貝佐斯年輕時就對太空的憧憬,還是世界強國運用太空宣示其科研、政治、經濟能力…不論何者,在這個全新的競技場,還有無限的機會 – 甚至是在地球難以實現的機會,等待著更多人去參與。
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