我们即将迎来太空探索的新时代。在接下来的几年里，将会有许多令人兴奋的任务要执行，包括载人登月任务和在月球上建立永久基地。除了月球之外，还有计划去火星和更远的地方执行载人任务。

这些将是我们面临的巨大挑战。毕竟，单程到达火星需要6到9个月的时间。即使使用核火箭等新的推进技术，到达火星也需要三个多月。

这类任务除了要解决长途旅行中微重力和辐射带来的身心压力外，还得解决后勤方面的挑战(如巨大的航天器、海量的物资供应、巨大的成本等)。

因此，作为一种替代方案，人类正在研究休眠技术，让宇航员可以在大部分航程中睡觉，然后在到达火星后进行探索。

指出火星任务的主要挑战在于，既要实现飞船重量的最优化，又要维持宇航员的身心健康。单从物资来看，就要携带至少足够用两年的食物、水和药品等必需品。

每个宇航员每天需要30公斤的材料，除了太空辐射，还有各种精神和心理上的挑战。哪里有生活，哪里就有压力。我们的策略需要尽量减少长时间呆在飞船里带来的无聊、孤独和攻击性。

这种策略需要让宇航员在冬眠时进入类似哺乳动物的状态，包括降低新陈代谢水平，让生物体进入所谓的“假死”状态，从而更好地保存能量。

在太空飞行的背景下，只要将宇航员的新陈代谢率降低25%，便足以大大减少所需的物资量、以及生活空间的大小。

图为宇航员卡拉巴伦在国际空间站参加完“睡衣派对”后，在哥伦布实验舱休息。

休眠

自20世纪80年代以来，医院采用了休眠技术。通过降低患者的体温，医生可以降低患者的心率和代谢水平，从而提高长期复杂手术的成功率。

但是这种方法不属于主动节能法，也没有真正生物休眠那样的诸多好处。

在自然界中，动物通过冬眠度过漫长的冬季而没有食物。在此期间，他们的基本功能，如心率和呼吸，将显著降低，他们的体温也将降至接近环境温度的水平。

许多物种冬眠，如缓步动物、青蛙和爬行动物，但最著名的是熊。如果人类想在太空冬眠，熊可能是最好的模仿者，因为熊的体重和人类差不多。冬眠时，它们的体温只会下降几度，进入冬眠前会增加体脂。

然而，医学研究表明，与熊相比，人类肌肉质量和骨密度更容易流失，发生心脏衰减的风险也更大。

研究表明，熊冬眠后依然健康，只是少了一点肌肉，恢复正常只需要20天左右。这说明休眠有助于避免因使用不足而导致的肌肉和骨骼萎缩，还能减少组织损伤。

人体睾酮水平低似乎是一个关键因素，因为雌激素在能量代谢的调节中起着关键作用。女性和男性体内不同激素的平衡及其在调节新陈代谢中的作用表明，女性似乎更适合开展这类任务。

休眠舱

为了实现深空休眠技术，工程师需要建造一个具有微调功能的软壳休眠舱，为宇航员提供安静、低光照、高湿度、低温（10以下）的休眠环境。。

宇航员还需要穿特殊的衣服，避免过热；还要佩戴各种传感器来监测身体姿势、体温和心率。

每个冬眠舱都需要用水舱包裹，在宇航员冬眠时提供辐射防护。在此期间，人工智能将保持航天器的正常功能，并在出现异常或紧急情况时唤醒宇航员。

休眠将保护宇航员在深空飞行中免受辐射伤害。一旦离开地球磁场，宇宙中的高能粒子会对人体造成伤害，导致细胞死亡、放射病或癌症。

除了监控功耗和执行自动驾驶之外，航天器上的计算机应该将航天器的性能保持在最佳状态，直到宇航员醒来。

NASA还与亚特兰大航空航天公司SpaceWorks合作开展了一些类似的研究项目，以研究休眠技术的长期潜力。这些关于深空任务休眠技术的研究也可能对医疗行业有用。

现在已经是21世纪，科幻电影中描述的场景可能在几天后就会变成现实，比如宇航员从“冰柜”中醒来，解决各种任务相关的问题。

在地球上，人为诱导的休眠也可能变为治疗重病或重伤的常见医疗手段，为医生提供更多的治疗时间。

这项技术可能不仅仅用于星际飞行，甚至有朝一日还可以用于星际旅行！

考虑到星际飞行的距离和推进技术的限制，载人星际任务可能需要几个世纪甚至几千年才能到达最近的恒星。

如果未来人类想尝试星际旅行，但推进技术还没有取得重大突破(或者成本太高难以承受)，他们可能不得不求助于休眠技术。

国际空间站上的睡眠模式