目前绕地球运行的 SpaceX 私人任务“北极星黎明”自 9 月 10 日发射以来已经创造了多项记录。发射后仅几个小时,载人龙飞船就达到了 1,400 公里的高度,这是载人航天器有史以来到达的离地最高轨道。这是自 20 世纪 60 年代末和 70 年代初美国宇航局阿波罗任务以来人类离开地球最远的距离。今天,美国企业家贾里德·艾萨克曼(Jared Isaacman)和 SpaceX 工程师莎拉·吉利斯(Sarah Gillis)两名宇航员在 700 多公里的高度完成了首次商业太空行走。
“在家里有很多事情要做,但从这里看地球确实是一个完美的世界,”艾萨克曼一边说,一边从航天器的舱口中探出头和躯干,准备进行太空行走。
尽管这些里程碑令人印象深刻,但对于科学家来说自然这次任务对未来太空探索的意义更加令人着迷。和 越来越多的公民和航班飞入太空 ,将会有更多机会进行微重力实验,探索人类太空旅行的极限。
“这可能是自 20 世纪 60 年代以来太空旅行中最激动人心的时刻,”纽约市威尔康奈尔医学院的遗传学家克里斯托弗·梅森 (Christopher Mason) 说道,他负责太空组学和医学图集 (SOMA),这是一个重要的宇航员生物医学数据档案馆。 “现在我们拥有的宇航服、宇宙飞船和任务都来自私人公司 SpaceX,这确实是我们第一次拥有独立于任何航天组织的所有这些。”
空间力学
平民完成太空行走的能力甚至可能意味着修复太空科学设备的更多选择。 2022 年,艾萨克曼建议 NASA 使用载人 SpaceX 任务将该机构的哈勃太空望远镜发射到更高的轨道,以延长其寿命。该望远镜已在太空中运行了34年,并将逐渐下降,直至在地球大气层中燃烧殆尽。美国宇航局暂时拒绝了该提议,理由是对哈勃和机组人员都存在潜在的灾难性风险。
但随着当今太空行走(也称为舱外活动(EVA))的成功,由私营公司执行如此困难的太空操作的想法变得更加合理。佐治亚州亚特兰大太空咨询公司 Astralytical 的董事总经理 Laura Forczyk 表示:“如果 Polaris Dawn 的商业 EVA 完全成功,这将是向前迈出的一步,并且可能足以说服 NASA。”

与此同时,北极星黎明号将在未来几天登陆墨西哥湾或大西洋后提供科学成果。此次任务的载人龙飞船弹力进行了来自加拿大、沙特阿拉伯和美国 31 个不同机构的 36 项实验,其中许多实验关注宇航员的健康。 “我们可以学到很多东西,”艾萨克曼在 8 月 19 日的新闻发布会上说。 “如果有一天我们到达火星,我们希望能够返回并保持足够的健康来报告这一情况。”
更多的工作人员,更多的数据
北极星黎明号是北极星计划中的第一个任务,由位于宾夕法尼亚州中心谷的支付处理公司 Shift4 的首席执行官艾萨克曼资助和领导。北极星计划的目标之一是推进总部位于加利福尼亚州霍桑市的 SpaceX 公司的载人航天雄心。第三次北极星任务将是北极星的首次载人飞行 SpaceX 的星舰 be,一种完全可重复使用的巨型火箭,美国宇航局将在未来几年内使用它来将宇航员运送到月球表面,作为 他们雄心勃勃的阿尔忒弥斯计划 已计划。
在此之前,北极星黎明正在测试一些基本方面。首先,它推出了 SpaceX 的 EVA 套装,这是该公司第一款旨在保护人们免受太空真空影响的套装。吉利斯和艾萨克曼在太空行走时穿着这套宇航服。艾萨克曼在 8 月 19 日的新闻发布会上说:“我们并没有忘记这一点,”在火星漫步时,“在某个时候,有人可能会穿着”该套装的一个版本。
此外,任务组还检查了船上船员的健康状况。 “太空飞行是一个巨大的压力源,”得克萨斯州休斯顿贝勒医学院空间健康转化研究所 (TRISH) 副所长吉米·吴 (Jimmy Wu) 说,该研究所收集商业太空旅行者(包括北极星黎明号机组人员)的医疗数据。
研究人员认为,私人载人航天飞行将比政府主导的由训练有素的宇航员执行的任务更快地提供有关太空旅行如何影响健康的答案,因为它们的起飞频率更高。加拿大卡尔加里大学的运动学家利·加贝尔(Leigh Gabel)研究微重力对骨骼健康的影响,他说:“研究宇航员确实很困难,因为即使是 10 到 12 名宇航员也需要很长时间才能完成为期六个月的任务。” “私人太空旅行可以给我们带来真正的优势。”
身体如何应对空间
一旦北极星黎明号船员返回地球,加布的团队将对他们的手腕和脚踝进行高分辨率 X 射线检查,以测量几天的微重力对骨骼结构的影响。她之前与在国际空间站呆过的宇航员的合作表明,几个月的微重力会削弱支撑骨骼的内部结构,例如腿部的骨骼,甚至在返回地球一年后也无法完全恢复。 1
几位研究人员正在使用 Polaris Dawn 来更好地了解太空相关神经眼综合症 (SANS) 的情况,在这种情况下,宇航员的视力会发生永久性变化甚至损伤。科学家怀疑SANS来自眼睛中积聚的液体,这些液体通常会在地球重力作用下流失。与科罗拉多大学博尔德分校的眼科医生 Prem Subramanian 和太空健康研究员 Allie Hayman 合作,“北极星黎明”号机组成员每人都佩戴一个“智能”隐形眼镜,可以记录眼睛中的液体压力。
其他研究人员将通过分析北极星黎明号船员的 DNA、RNA 和其他生物样本,研究暴露于太空辐射(高能带电粒子)对身体的影响。重要的是,北极星黎明号首次在同一个航天器上执行两项不同的任务:艾萨克曼在指挥 Inspiration4(由 SpaceX 于 2021 年运营的一项全民用轨道任务)时也参与了 SOMA 和 TRISH 研究。
梅森说,艾萨克曼是“有史以来最有个性的人之一”。 “这是我们了解进入太空之前身体会发生什么,以及每次进入太空时身体会发生什么的最好机会。”
