中国数字人男一号切片图。图片由唐雷教授提供

嫦娥三号正携“玉兔”准备登月，“载人登月计划取消”也证实是谣传。要实施载人登月，该如何保护航天员身心健康？南都记者昨日从米兰（中国）基础医学院数字人和数字医学研究所获悉，凭借着中科院院士钟世镇的数字人技术，该所从2003年就开始参与多项载人航天任务。

模拟微重力状态行走

距离不是问题，成为登月计划的航天员，所需面临的最大问题来自月球引力。砸中牛顿的苹果，在月球上只有1/6重量。美国首位登月宇航员阿姆斯特朗，在迈出“个人的一小步，人类的一大步”时，脚下穿着的是沉重的铅靴。即便如此，登月宇航员的行进，依然蹦蹦跳跳如同兔子，毫无美感。

美国N A SA (国家宇航局)对中国载人航天实施的技术壁垒和封闭，注定中国人的广寒宫之旅只能依赖自己。撇开38万公里之遥的通讯问题、防辐射问题、登月舱如何返回在月轨道舱，如何返回地球等问题不论，中国宇航员要登月，首先需要解决的问题，就是对微重力状态的适应。

研究所高级工程师唐雷表示，人为改变地球引力状态，在地球上模拟出1/6重力的类月环境，是件超高难度的事情。“物理学家和基础医学家，其实一直在做这方面的研究和尝试。”方案之一，是利用一个牵引的方式，寻求微重力。“物理学原理显示，被一根弹簧悬挂的物体，在自由落体过程后，其被弹簧拉扯的那一瞬间，会产生失重或微重力环境。航天员可以在这一瞬间，进行相应的适应性训练。”方案设计比较简单，但微重力来得太突然，会让训练人员措手不及。有物理学家正在尝试建造一个人工磁场，来模拟1/6地球引力。理论是可行的，但要投入到实际应用，还有一定的路要走。

“一个60公斤体重的人，应该如何装备，如何在月表前行，需要先行通过数字人来进行模拟。”钟世镇表示，在已知引力状态下，模拟出一个完整的人去摸索如何在月球走路，成为可行。

替代灵长类动物做实验

人类登月，还需面对的一个关键问题，就是太空辐射。“需要进行怎样的太空防护，才能不让航天员受到伤害，这是一个重要的课题。”钟世镇说。

据悉，在对外太空领域的研究中，美国一直走在前端。为了确保航天员的安全，以往先期探路的往往是哺乳动物，尤其是各方面指标与人类最为接近的灵长类动物———猴、猿等为主。但在美国倡议下，目前国际上已经禁止使用灵长类动物进行太空实验，相关的研究数据只有美国等少数国家掌握。“在拥有虚拟数字技术后，模拟出一只灵长类动物上去，接受各种辐射、冲撞刺激，也并非什么难事。”

钟世镇表示，外太空、月球表面的各项辐射参数是已知，或者可以获知的。数字人技术应用于载人航天计划，就是利用这些已知的参数，用模拟的数字人或数值化单个器官，来代替人类去做这方面的试验。“实际上，外太空的辐射影响，对于航天员的身体健康、子代遗传等方面或多或少存在影响。使用了数字人技术，关键就在于如何保护好航天员的身体健康，尤其是核心的器官。”

模拟返回时冲击力

据悉，钟世镇团队自“神五”后就已参与载人航天的相关任务。承担的课题，是在返回舱着陆过程中，为航天员提供更合理的避震。

通过相关数据的采集和研究，钟世镇团队参与了《返回舱非正常着陆冲击试验》、《长期在轨飞行任务中航天员作业能力关键科学问题研究》和《宇宙射线对人体的伤害与防护》等课题的研究。目前学校还设置着一个专业的试验用冲击塔，就是用来模拟各种重力加速度下座椅、高仿真假人所受到的冲击力有多大。最终构建了数字化人体生理模型和数字化人体辐射模型等，完成了非正常着陆的冲击实验和座椅的改进。“这些基础研究，同样可应用于载人登月计划的返回舱设计。”