在我以往给学生讲授《载人深空探测技术导论》课程时,每当我讲到航天员在飞往月球及火星的过程中会产生心理学和精神病学的问题时,学生们通常都会睁大眼睛,表现出强烈的兴趣。好吧,这次在为你们撰写这本教材时,我就特别增加一节5.5面向载人深空飞行任务的航天心理学和精神病学。主要介绍当前心理学知识的局限性、可能产生的精神障碍,以及应该采取的对策和措施。
别看这短短多字,因为在我所学专业之外,我也是看了好几本书,边看边思考边翻译才确定下来的,想写本教材还真是不容易啊,最后出书也只能是“编著”二字,但是于我而言这也算是种别样的经历体会吧。
希望我的学生以后能满意这段文字,也希望如果专业的你读到此文,有什么不妥之处,尽早告知我,还来得及改正。我所阅读的书籍和参考文献一并附上。
5.5面向载人深空飞行任务的航天心理学和精神病学
载人航天发展的50多年时间里,对于人类在太空中的长期生存和工作取得了长足的进步。美国阿波罗登月计划使得人类首次获得飞出地球轨道和登陆月球的经验,迄今为止,航天员在近地轨道空间站上的生活和工作时间已经达到1年或者更长时间,最长的飞行任务持续时间已经超过了1个月(38天)。有16个国家参与建造的国际空间站代表全球航天合作关系,标志这当今人类长期驻留空间的发展进入鼎盛时期。但是这仅仅是载人航天的开始,未来可以预计载人航天将面临三个方面的重大挑战:第一个是普通人可以作为旅游者进行空间旅游;第二个是人类重返月球并在月球上建立基地进行太空资源的开发和利用;第三个是人类离开地月空间开始远征火星。在这三个方面的挑战中,航天器的工程技术实现能力问题是基础,但限制性因素就是航天员需面临新的心理学和精神病学的挑战。
5.1.1当前航天心理学知识对载人深空飞行任务的适应性
当前的航天心理学只是主要来自美俄航天员的报告,以及在近地空间和模拟近地空间环境下进行的研究和实验的基础上得到的。这些知识能否适用于深空飞行任务呢?大体上可以预计,飞往月球和火星的航天任务涉及的心理问题和风险范围与近地空间是同样的,但是将面临新的挑战,比如载人登陆火星的飞行任务中会严重提高与社会心理问题有关的风险。表5-5-1给出了不同航天飞行模式和南极越冬的心理相关因素的比较。
表5-5-1不同航天飞行模式和南极越冬的心理相关因素的比较
国际空间站近地轨道飞行任务
南极越冬
月球飞行任务
火星飞行任务
持续时间/月
~6
9~12
6
16~36
距离地球/千米
~00
——
(~00)′
(60~00)′
乘组人数
3~6
15~
6
隔离和社会单调程度
低到高
中
高
极高
乘组自治性
低
高
中
极高
紧急情况下撤返飞行中保障措施的有效性
能
不能
能
不能
外部监测
有
有
有
非常有限
双向通信
有
有
有
非常有限
电子邮件上/下链路
有
有
有
有
国际互联网的接入
有
有
有
无
娱乐
有
有
有
有
再补给
有
无
有限
无
访客
有
无
无
无
对地球的目视链路
有
有
有
无
1载人月球任务的适应性从载人月球任务来看,总体与近地轨道空间站任务和南极越冬任务来说相差并不大。首先是飞行任务周期与近地轨道空间站任务和南极悦动任务不相上下,甚至不如在南极越冬任务的时间长;乘组人数与近地轨道任务相当,万一有生命危险或严重身心疾病时可以应急返回,而在南极越冬任务中应急撤离是相当危险的。其次阿波罗登月任务表明,登月乘组的心理问题风险不会超过近地轨道任务和南极探险任务。目前在近地轨道空间站上使用的维持乘组的工作绩效、心理健康和乘组凝聚力等对抗措施大多可以应用于月球任务,即使因为更昂贵的成本问题月球任务会限制再补给飞行的次数。但是月球任务有两个特殊性,其一是乘组人数相比近地任务和南极任务都减少,会造成的高度社会单调,这个有区别于南极越冬任务,如果地月之间建立高速网络通信将有助于弥补这种单调,防止乘员在情绪、行为和工作绩效上出现严重的衰退;其二是远离地球,月球乘组的自治感和孤独感会大大提高,但是月球始终有一面可以看见地球,如果月球基地建在朝向地球的这一面将有助于减少心理问题带来的风险。
2载人火星任务的适应性载人登陆火星任务对心理问题的挑战将超过以往的任何航天任务。比如远距离星际飞行中人类的生活完全依赖载人航天器的生命保障系统,隔离、限制和社会单调的程度大大加深,一旦出现紧急情况应急返回变得不现实,而且没有快速营救措施。目前俄罗斯航天员的最长38天飞行记录是在有乘组调换和访问乘组的情况下,还没有经历极端社会单调的经历。如果是飞往火星或者在火星表面居留期间,预计乘员要忍受极长时间的极端严峻的限制和隔离,这个阶段有可能长达~0天,在地球和火星这两颗行星间声音、图像或者其他数据的单向传输将需要5~22分钟,这取决于因地球和火星的相对轨道位置而形成的二者之间的距离。如果地球和火星分别位于太阳的两端时,通信还会中断,因此地火之间是不可能有实时双向通信的。此外,如果载人登陆火星任务没有再补给或者快速营救飞行的任务规划,那么在当前长期飞行任务中采用的振奋和提高乘组士气和心理健康的保障措施也将彻底无效。因此,总体来说火星飞行任务中因为乘员心理和人际关系问题而给飞行任务的成功和安全带来的风险将显著增大。
5.1.2载人深空探测任务中可能发生的精神性障碍
在飞往月球及火星等长期飞行任务中,由于航天器故障、旅途中人际关系问题、远离地球带来的心理影响等各种因素,会导致航天员出现中*性精神障碍、精神病性障碍、情感性障碍、焦虑障碍等各类心理学疾病问题。
1中*性精神障碍长期飞行可能出现有*化学物资累积存在于飞船舱内,潜在的污染源包括载人航天器使用的塑料等材料的脱气;飞船生保系统散逸出来的液体或气体等化学物资;飞船推进系统燃烧,热分解导致某些材料蒸发产生的化学物质;乘员代谢产生的副产品,这些有*物质有可能导致航天员精神、行为或者人格方面出现障碍。例如美国年5月1日发射天空实验室1号(不载人),发射后由于防护罩破坏,轨道舱的舱壁直接暴露在阳光下,朝阳面外壁温度达到16℃,舱内平均温度峰值达到51℃。如果温度继续上升,舱内将释放出一氧化碳、二氧化碳,甚至可能引起聚乙烯绝热材料释放出甲苯和二异氰酸盐等有*物质。得亏后续发射阿波罗飞船,由三名航天员对天空实验室进行了修复,恢复了载人的正常工作条件。在年阿波罗联盟的联合飞行实验中,返回中曾出现由于故障导致四氧化二氮进入返回舱,导致指挥舱驾驶员丧失意识,采用应急供氧装置才能恢复意识的情况。在前苏联的礼炮6/7号空间站上也都发生过二样化碳浓度过高,航天员感到头痛、乏力和精神匮乏等症状。
2精神病性障碍虽然航天员的选拔和训练都是经过严格的飞行前的应激训练的考验,使得精神病性障碍得以排除,但是在压力集中排泄途径不足的长期飞行环境下,仍会出现一些精神病性症状可能出现,如短暂的反应性精神病、精神分裂症样障碍、偏执性障碍等。因为在某些易感人群中,心理社会应激源可能导致精神病性反应。目前还没有更好的办法来确定易感人群,同时航天员选拔过程中有可能疏忽了家族史的情况。
3情感性障碍在成年女性普通人群中,情感性障碍(心境障碍,也称抑郁症)占18-23%,男性为8-11%;估计男性3%,女性6%的严重程度需要住院治疗。一些有危险因素的个体(即有精神障碍家族史者)虽然可以识别和在选拔中筛选掉,但一些基因性和生物学因素以及航天中的心理社会应激因素也都可以引起抑郁或者其它情感性障碍。
焦虑障碍在载人长期飞行任务中出现焦虑障碍的可能性比较大,不仅可以单独症状出现,页可以作为一种功能缺陷出现。恐惧障碍(焦虑障碍的一种)即使在飞行员中也不少见,就是常说的飞行员突发恐飞症;虽然目前没有足够的事实证明,浩瀚的宇宙会成为航天员焦虑障碍的因素,造成恐空间症(恐飞症和广场恐怖症)的结合),但有理由相信载人长期飞行中容易造成航天员的焦虑障碍,此外还有个例表明有强迫倾向个性的飞行员容易发展为强迫性神经症。
5.1.3采取的措施及对策
1通过地面模拟实验,积累面向长期载人深空探测任务的心理学和精神病学研究资料数据近年来中外都开展了面向长期载人深空探测任务的地面模拟实验研究,例如在俄罗斯举行的面向载人登陆火星的“火星”实验,中国面向载人登月及月球基地建设开展的“月宫一号”及“绿航星际”实验,这些实验都是模拟多人多天的载人深空探测任务,其中重要的试验内容就是积累航天员的心理学和精神病学方面的研究数据,满足未来深空探测飞行任务的需求,主要包括:
1)进行长期自主、隔离飞行任务乘组机动、士气维持方法研究;
2)进行长期飞行自主心理检测技术研究;
3)进行长期飞行乘组自主心理支持技术研究。
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