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國際

「來去模擬火星住一年」我們能否承受太空移民的精神壓力?

DQ 地球圖輯隊

更新於 03月22日13:29 • 發布於 03月21日10:06 • 陳愷昀

生活習慣不同的室友,予取予求的朋友,不做功課、不看地圖,只會在那邊自拍的旅伴,爭功諉過、有事就躲,說話總是不對盤的同事……人們的日常總是免不了與他人互動,在有限的空間裡找到和平相處的模式。在地球上,我們偶有衝突也適度隱忍,我們學會退一步海闊天空,合則來不合則去。但是,如果你在火星呢?

當科學家們計畫移民火星時,卻發現其中最為困難且無法預料的部分是——人類該如何在極度封閉的拓荒生活中、在遠離親人朋友的異星空間裡,維持穩定的精神狀態,保持身心健康,並完成團隊使命。

Photo: NASA
Photo: NASA

火星生活實境模擬

美國太空總署(NASA)於去年5月正式開啟CHAPEA計畫的第一階段,CHAPEA意即「團隊健康與成效探索模擬(Crew Health And Performance Exploration Analog)」,模擬實驗的內容是:將數名一般民眾置於一個隔絕外界環境的偽火星宿舍中,他們必須在此生活起居超過一年(第一階段為378天),期間需要完成所交辦的基本任務,接受全面監控、報告回應各種調查要求;目的是透過這個模擬,確認火星生活的一些基本條件與人類可能面對的身心負荷。

CHAPEA計畫分成三個階段,在2023、2025、2026分別實施一年以上的移居模擬,第一階段居民已於去年5月入住,將在今年6月出關;目前(2024年2月至4月間)也正開放第二階段的參與者報名。

這場「火星扮家家酒」的受試者,全都透過公開報名挑選而出,NASA所列出的參加條件如下:

  • 必須具備美國永久居留身份或為美國公民;

  • 年齡介於30至55歲;

  • 駕駛飛行器時數超過1,000小時,或於相關STEM領域(如生物科學、資訊科學、物理、工程、數學等)工作達兩年以上;

  • 必須通過NASA長時飛行太空人檢測;

  • 必須具有相關STEM領域碩士或博士研究經歷及文憑,或具醫學士、專業飛行駕駛資格。

3D列印的火星宿舍,無路可出的沙盒世界

第一階段的實驗計畫——有如威利・旺卡的巧克力金券——由正式四位參與者(和兩位候補人員)雀屏中選,他們分別具有生物、工程、醫學等專業背景,也不僅僅是「身體健康」而已,有人是超級馬拉松跑者、有人是完成約翰・穆爾步道及西班牙朝聖之路的長程徒步背包客、有人曾在偏遠雨林等艱困環境中從事醫療服務。

他們專屬的「巧克力冒險工廠」位於休士頓的「阿爾法火星沙丘(Mars Dune Alfa)」,這個佔地1,700平方英尺的場域位於NASA的航太倉庫中,並使用3D列印技術、利用混入稱為「火星紅」的特製混合水泥(LavaCrete),建造一間專屬宿舍:一側有四個並排的6 x 11英尺(約2坪)個人臥室,宿舍中央有一個稍大的共用空間,配有螢幕與躺椅;另一側則是醫療站、放置桌子和電腦的工作空間,以及一個小花園——根據該計畫研究人員指出,此花園並非用以種植食用蔬菜,而是為了員們的「心理健康」而設。不同空間的天花板也刻意做成高度不一,據稱是為了「避免空間單調」;畢竟,這裡終究是個沒有窗戶、無路可出的沙盒世界。

先模擬火星生活,再生活於火星

進行這項模擬的前提當然是:人類很快就會開始移民火星。至少NASA是這麼認為的,在一份2018年的美國國會報告中,NASA估計火星移民計畫將於「2020年代結束之前」開始實行。

然而,技術障礙、執行細節仍存在許多未知,NASA火星行動代理副主任麥考利(Rachel McCauley)列出了多達800個待解問題清單,諸如:我們該如何運送大型機具至數千萬英里外的行星?人們該如何長時間生活在有毒的土壤、有限的氣體之中?針對CHAPEA計畫,麥考利也直言:「我需要一個精準的答案,像是火星任務到底需要準備多少食物?帶多少衣物?」

吃不好又過不爽,營養不良、精神崩潰怎麼辦?

除此之外,還有更多難以預料的生理與精神折磨。首先,太空人、火星移民者必須連續數百日以低鹽、預先打包的「太空餐」為主食,沒有太多選擇;他們會不會因此喪失食慾,導致營養不良、體重下降?又該如何維持身體健康與積極心態?在高度結構化的作息時間、封閉的團隊生活裡,他們如何與同事維持和諧相處、保持工作成效?

以及,火星與地球的通訊隔絕狀態,其實也比我們想像的更加嚴峻:根據實驗估算,來往遠距離行星之間的求救訊號,或只是簡單一句「還好嗎?」至少需要歷經22分鐘才能抵達彼方;孩子吹蠟燭影片或是家人問候短影音數據資訊,可能要花上好幾個星期才能完整傳輸。甚至,在兩顆行星最遠距離(2.5億英里以上)的通訊實驗中,兩邊根本無法通話。

Photo: imdb
Photo: imdb

還能有什麼新的結果?

不過,這個計畫到底具有多少實質意義,仍有待進一步分析。雖然NASA認為可以就此獲得確切數據(食物或衣物),但300多天的實驗歷程,實際上與往返火星軌道所需的最短日程約570天存在極大差異;未來,一趟基本的火星移民任務,估計至少也要花上800天才能完成。同時,有關太空探索的隔離模擬,也不是多麽新穎的概念,「我們難道還不清楚孤獨對人們造成的影響嗎?」威奇托州立大學哲學教授強森-施瓦茲(J.S. Johnson-Schwartz)質疑:

「當你把人們鎖在房間裡面一年,還有可能發生什麼事?就算把房子漆成火星的顏色,也不會有不同的結果。」

二次大戰期間,英國皇家空軍就已經注意到獨立偵查飛行可能對駕駛造成的影響——當他們獨立執行任務的時間越長,發現敵軍的數量反而越少。心理學家麥克沃斯(Norman Mackworth, 1917-2005)認為,單調乏味的任務,已然導致飛行員的基本能力下降。

1950年代加拿大蒙特婁麥吉爾大學(McGill University)心理學家赫布(Donald O. Hebb)的感官剝奪研究,則發現單調、孤立的環境,不僅會造成心智能力暫時受損,也將產生幻覺並導致「態度的改變」——即使在實驗結束過後,受試者仍然相信所歷經的幻象為真。

「保持快樂是不可能的」

在NASA成立的1958年前後(1955至1960年代),美國空軍與NASA也曾因為擔心太空人的飛行狀態,而實行過許多類似的隔絕實驗。

到了21世紀,以火星移民為目標的類似實驗也不在少數,2008至2011年間由俄羅斯與歐洲太空總署主導的「MARS-500計畫」是最早的例子,同樣號召志願者參與,實驗時數最長的第三階段,6名男性受試者經歷了長達520天的模擬火星全程任務(往返各250和240天、火星著陸30天)。

實驗前的種種預想——工作效率降低、與地球失聯後的孤立感加劇,完全都在過程中「得到實證」;機組人員對指揮命令失去信任、營養失調、想家思親、孤獨沮喪。參與其間的中國籍志願者王躍,曾在後續訪談表示,這趟旅程讓他瘦了快10公斤、出現掉髮問題,

「保持快樂是不可能的。畢竟我是人,不是機器。」

Photo: ESA
Photo: ESA

一切行動「身不由己」,情緒處在崩潰邊緣

2013至2018年,由NASA資助的「HI-SEAS計畫(Hawaii Space Exploration Analog and Simulation,夏威夷太空探索仿真模擬)」則將6名受試者關在兩層樓的圓頂宿舍裡,各階段實驗期間為4個月到12個月不等。

Redheavenfilm(@redheavenfilm)分享的貼文

最早參加計畫的作家葛林(Kate Greene)在此後出版的著作中提到,團隊成員飽受睡眠障礙之苦,持續不斷地監控與瑣碎的紀錄工作也變得擾人,就連那一點點的休息時光都是按表操課,難免感覺「身不由己」。到後來,一些無關緊要的外在刺激,就能讓他情緒激動、反應激烈——上樓梯的腳步聲使他抓狂、不經意聞到鳳梨的香味卻讓他落淚。

是許願?或許是一種哀悼地球的方式

正在撰寫孤獨實驗專書的康乃爾大學科學史專家馬提亞斯(Jeffrey Mathias)認為,這一長串「火星模擬實驗」或許已不具重大科學意義,反而更像是一種「實現火星移民的方法」——人們必須透過類似強迫症的行為,一再重複這些虛假的任務,藉此讓願望成真,同時讓自己信以為真。與此同時,許多人也將「移民火星」看作是一個全新的開始、人類的新篇章;而火星,似乎也將成為未來的烏托邦。

「試圖重建一個美好的世界,其實跟我們在這裡犯的錯誤有關,」在馬提亞斯眼中,這更像是對於過往創傷的重複行為(traumatic repetition)——無意識地不停重演過去的傷痛,藉以抵銷傷害。他說:

「我們不是在探求火星,而是在悼念地球。」

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延伸閱讀:
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參考資料:
Can Humans Endure the Psychological Torment of Mars?Crew Health and Performance Exploration AnalogProject Man High GondolaWhat Extreme Isolation Does to Your MindStaying Put on Earth, Taking a Step to MarsMars500: study overviewIn a Dome in Hawaii, a Mission to MarsHow six scientists survived ‘living on Mars’ for a yearRED HEAVEN

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