美国科学促进会年会探讨了作物生物学、重元素的起源、物种如何在海洋各处漂流,以及飞向火星会面临怎样的问题。

送人上火星的展望令人望而生畏。宇航员至少需要九个月才能到达那里,可能要在那个星球待上一年,然后再花九个月的时间返航。在此期间,他们要经受高辐射,还要忍受同事们越来越恼人的怪癖和习惯。很难说哪一点更有可能要了一个人的命。

但是,虽然这样一项任务究竟有多少科学价值还很难说,但它却会是一个无与伦比的宣传噱头。因此,美国国家航空航天局(NASA)正在研究如何保护未来的火星探险者的身心健康。在于华盛顿特区举行的美国科学促进会(AAAS)年会上,几名研究人员发言阐述了他们为此所做的工作。



 
其中一个是 NASA 的双胞胎研究项目,完整研究结果将在几个月后发表。不过,研究人员在年会上透漏了些许发现。

NASA 正好有一对同卵双胞胎宇航员可作为研究对象:马克·凯利和斯科特·凯利(Mark and Scott Kelly)。斯科特于 2015 年进入国际空间站,在一次长达 12 个月的旅程中担任空间站指挥官。同一时期马克留在地球上。两人均定期提供血液、尿液等样本供科学分析,还会接受一系列身体和心理测试。由于不清楚他们的身体究竟可能产生怎样的变化,遍布美国的十个研究小组在这些样本和结果中仔细搜寻,尽可能详尽地追踪他们在分子、认知和身体上的变化。

威尔·康奈尔医学院(Weill Cornell Medical College)的克里斯·梅森(Chris Mason)在会上表示,这些小组已有很多惊人的发现。例如,斯科特在太空逗留期间端粒变长了。端粒是细胞核中染色体末端的 DNA 链,通常会随着细胞的分裂和老化而变短。

梅森随后将斯科特的基因状态与留在地球上的马克作比较。他发现,斯科特体内与免疫系统相关的基因变得非常活跃。与 DNA 修复相关的细胞机制也是如此。「他的身体简直就像处于高度警戒状态。」梅森说。考虑到太空飞行是项压力很大的工作,这可能就不足为奇了。另一个令人惊讶的观察结果是斯科特血液中存在大量线粒体碎片。线粒体是细胞内的微小结构,可从糖中释放能量,一般只有在细胞受损或因压力死亡时才会进入血液。

在斯科特看来,好消息是在他返回地球后不久,他体内发生并被记录下来的数千项变化几乎都恢复了正常。这表明健康的人体通常可以很好地从太空飞行的压力中恢复过来。但是,无论这项双胞胎研究有多详尽(事实上,这是有史以来为人类描绘的最细致的科学肖像),样本数量仅为两个还是相当有限。未来几年,NASA 计划对人体开展数十次持续时间较长的测试,包括追踪前往月球的宇航员的情况,好为未来的火星之旅做准备。

当斯科特从空间站返回时,他说,在一项成功的太空任务中,「是团队合作让梦想成真」。太乖巧了。但在这项任务上它恰恰是有道理的。了解团队如何运作、团队何以会出状况,以及该怎样防止人际关系出现问题,将是决定一项火星任务成败的关键因素。

参与这项任务的或许是六七个来自不同文化的人,他们要在一个比普通家宅大不了多少的空间里一起被关上三年。没有紧急逃生策略。一些研究人员尝试模拟出这样的环境,位于伊利诺伊州的西北大学的行为科学家诺希尔·康特拉克特(Noshir Contractor)便是其中之一。他在 AAAS 年会上表示,他一直在研究那些较长时间内远离人群、参与人类探索研究模拟(Human Exploration Research Analogue)的群体的人员互动情况。开展该项目的设施位于德州休斯顿的约翰逊航天中心。与世隔绝的志愿者在那里执行模拟太空任务,一次最长持续 45 天。他们会在生理和心理上受到种种刺激,并日夜接受监测。

派出小丑

研究人员从这些实验中已得出的发现是,某些人格特征对于帮助团队成员很好地协作至关重要。一个良好的团队需要一个领导者、一个社交秘书、一个会讲故事的人,既有内向的人,也有外向的人。有趣的是,小丑似乎比所有这些角色都重要得多。佛罗里达大学的人类学家杰弗里·约翰逊(Jeffrey Johnson)多年来一直在研究那些在南极越冬的团队成员之间的关系。在他看来,小丑不仅有趣,还很聪明,对小组的每个成员都有充分的了解,因而可以化解绝大部分因成员长期密切接触而产生的紧张气氛。这听起来十分像宫廷弄臣的角色。小丑还可充当不同人群之间的桥梁:在南极洲,小丑成为基地的科学家和同样在那里工作的生意人之间的纽带。约翰逊发现,那些最容易起冲突或失去凝聚力的团体中通常都没有小丑这号人物。

然而,即使为登陆火星而组建起了一个完美、均衡的宇航员团队,还是有可能出问题。 例如,1973 年 12 月 28 日,美国早期的空间站天空实验室(Skylab)的三名宇航员决定切断与地面控制台的联系,并拒绝执行分配给他们的任何任务——他们管这叫「放慢工作步调」。当时的报纸称这次事件为首起「太空罢工」。

康特拉克特的团队想知道天空实验室里发生了什么,以及宇航员们的反应是否原本可以避免。他们拿到了天空实验室在有宇航员进驻的年头里所发生的对话的文字稿,并对其进行文本和网络分析,试图了解站内宇航员之间的关系究竟如何。

他们发现,罢工的原因是宇航员彼此间的紧密联系损害了他们与地球团队的关系。宇航员们开始对他们的日常任务颇多微词。他们互相大倒苦水,抱怨自己的工作量,但从未将这些想法告知地面控制人员。分析显示,发生问题的信号是如此清晰,康特拉克特的团队估计他们可以提前一周预测到罢工的发生。

因此,未来如果要启动飞往火星的任务,最好向地面控制人员提供宇航员对话的文字稿,从中可以得到种种具体信息,如谁与谁发生了对话、人们彼此回应的速度,以及每次对话渗透出的情绪。康特拉克特和同事正在构建一种算法,可以浏览这些数据并预测宇航员之间或他们与地面之间何时可能会出现麻烦。

预测问题还仅仅是个开始。如果宇航员是在地球附近发生了冲突,监控飞行任务的地面控制小组还可以帮忙调解,但如果是执行火星任务,就会有很长时间的通讯延迟,这时宇航员就需要自主协调。因此,NASA 的工程师正在开发软件用于实时分析宇航员的行为数据,并提供某种数字咨询服务,帮助他们设法减轻麻烦。约翰逊航天中心的人为因素专家托马斯·威廉姆斯(Thomas Williams)说:「在执行任务时保持良好的心理健康状态并不意味着没有人际冲突,而是如何处理冲突。」

研究人员希望,像这样细致了解团队的做法在长时间的太空任务之外的领域也能派上用场。行为科学家已经在尝试利用这种「人物分析」来理解企业内部的情绪。人物分析或许还可用来替代绩效调查、监督企业推进包容性和多样性、识别高潜力员工或组建理想的团队来完成某些任务。

康特拉克特说,要组建一个完美的团队来完成耗时漫长的火星任务并不容易,还有很多事物需要了解。但是,倘若人类要前往太阳系的其他地方,那么理解那些操纵宇航器的人的行为应该会大大增加成功完成任务的可能性。



The Economist. Feb 21st 2019