科學有話説：世界上最後一個深海實驗室, 隱藏了人類未來的秘密

大家好！又跟大家見面了，歡迎收看本期的科學有話説，對我個人而言，科技探索不僅僅是一個重大的事件，還可能會改變我的人生。

有人説，是太空。有人説，是海洋。

現在有一個地方，正把兩者結合起來——Aquarius Reef Base 深海實驗室。

這個處於海底18米的實驗室，不僅讓人們體驗着真實的海洋生活，也正成為人類太空飛行的絕佳模擬地，未來，它甚至會成為每個人“逃離”地球前的訓練場。

地球上最後一個深海實驗室

為了挖掘海洋空間的潛力，1957年以來，我們已經建立過65個水下實驗室，但因維繫成本太高，大多都蕭條關閉。

現在，只有 Aquarius Reef Base還堅挺着，成了世界上最後一個正在運行的深海實驗室。

這個實驗室1986年建成，位於佛羅里達礁島國家海洋保護區，起先由美國國家海洋和大氣管理局擁有，後來幾度轉手，現由佛羅里達國際大學管理。

它包含了一個1400立方英尺的棲息地和實驗室，四處都配備着攝像頭和傳感器，記錄實驗室內外的行動和危險。

在它的U形任務控制枱裏，裝有五個監視監視器，它們就像是實驗室的“眼睛”和“耳朵”。

就像科幻電影裏展示的那樣，這個控制枱能聯繫、協調6至10人的船員，操作、維護外部系統，並給基地提供動力支持。

在深海完全隔離的24小時後，人體內就會充滿氮氣。所以當人們執行完海底任務，想要去到海面時，實驗室就變成了一個巨大的減壓室。

人們在裏面可以吸氧，並且在艙室內緩慢降壓17小時，避免受到減壓病的困擾。

這種病是人們潛水時的一個死敵 ，在幾十米的水下，人們如果不溶解體內的惰性氣體，它們就會在關節和身體組織中形成氣泡，甚至危及生命。

減壓室。圖片來自：Susan Karlin

實驗室上方還有一個罐子般的大型容器，它能承受超正常壓力 2.5 倍的氣壓，將食物、電腦和其他設備送到實驗室中給你。

海面上，還有一個直徑 33 英尺的浮筒，它能通過電纜、軟管、繩子，為實驗室提供空氣、電力、高速互聯網和電話服務。

實驗室內，卧室裏有六個牀位，浴室裏有淋浴器、水池，廚房裏有微波爐、電冰箱，工作室裏有電腦和潛水裝置。

住在裏面，就跟住在一個具有高科技感的房間差不多，這也為人們未來在海洋生活做出了領先的嘗試和探索。

該實驗室的首席科學家 Ellen Prager 表示，室內環境讓人輕鬆自如：

“放心，它絕不會讓你患上幽閉恐懼症。”

此前，這個實驗室主要用於海洋環境研究，保護海洋生態系統，同時，也訓練專業潛水員，完善海軍潛水技術。

知名的海洋探險家Jacques Cousteau曾創造過水下探險時長一個月的記錄，而在這個實驗室中，他的孫子 Fabien Cousteau在水下度過了31天，一舉擊敗了祖父的成績。

Cousteau表示，在那31天內，他和他的團隊收集到了海洋里長達兩年的數據。

Fabien Cousteau. 圖片來自：Megayacht News

看到這裏，這樣一個充滿科技感的地方，有沒有讓你想起宇宙空間站？

是的，美國國家航空航天局（NASA）也想到了。

2001 年開始，它就成為了 NASA 極端環境任務行動計劃（NEEMO）的所在地。

如何在海底做一個“太空訓練生”？

可以説，當你進入這個實驗室，就會如同置身外太空了。

十幾年來，NASA 每年都會派數名宇航員、工程師、科學家進入這個實驗室，並讓他們在裏面生活和工作。

宇航員們要在此接受模擬月球和太空環境的訓練，為人類未來登陸其它行星做準備。

畢竟水下環境，提供了和太空類似的物理約束條件：缺氧、重力失衡、突發危險狀況......

他們面對的是與太空類似的任務和挑戰——在水下的極端環境中，宇航員將模擬太空行走，評估未來太空任務中使用的工具和操作技術，並排除障礙、收集數據。實驗室內的宇航員們，則要進行一系列太空裝置的測試。

一般他們會在裏面待三週左右。在這不長不短的時間內，他們卻要經歷和身處太空一樣，完全隔離起來的，巨大的生理壓力和心理壓力。

2004 年，宇航員Coleman參與了NEEMO 7計劃，在海底實驗室度過了11天，他們要完成的挑戰是：在遠離醫院或醫生的太空環境，宇航員要如何處理一次遠距離危險醫療事故。

他們在實驗室內對模擬患者做了一次遠程機器人外科手術。

醫生遠程指導Coleman進行膽囊手術和闌尾切除術的開刀，而團隊的另一個成員則通過虛擬控制技術，來操控機器人並即時診斷。

NEEMO 7 成員

2006年，宇航員Kopra在NEEMO 11計劃中，測試了零重力下工作的太空套裝，這個套裝計劃用來在月球上行走和工作。

他在這個海底實驗室呆了7天，反饋了太空服在極端環境下的工程數據，包括它的移動性、靈巧性、導航性、視覺效果等。

“這是人類太空飛行的絕佳模擬”，他説道。後來，他順利抵達了2009年和2015年的國際空間站。

NEEMO 11 成員

長江後浪推前浪，2019年的NEEMO 23計劃，挑戰難度更復雜了。

宇航員開始首次在水下測試便攜式掃描電子顯微鏡，通過增強現實設備跟蹤環境、模擬了月球着陸，還測試了太空鍛鍊機、運輸昏迷的宇航員。

他們還要測試月球疏散系統，其中最大的挑戰就是，這些宇航員的水下行動要戴着32磅的重型頭盔，60 磅的潛水裝備，脖子和背部再施加20磅的額外重量，只為模擬月球上遇到的巨大壓力。

NEEMO 11 成員

近年來，NEEMO的任務已經解決了未來我們探索太空要面臨的諸多挑戰，從科學技術，到心理健康層面。

海洋和太空一樣，他們必須得在限定的條件下、緊湊的時間內，完成大量密集的挑戰性工作。

他們要隨時拿起相機拍照和錄像，要環顧四周看看有沒有同伴需要幫助，並和他們進行簡潔而高效的溝通，還要把數據快速發送到地面，並面對實驗室可能出現的設備故障、冷卻系統極易出現的毛病......

“我們有一個時間表，每分鐘就有一個新的安排，幾乎沒有停下來的時候。除此之外，休息時間裏，也要經歷狹小空間和其他成員生活的諸多矛盾。”

Coleman説道。這或許也是我們未來的的太空生活中，每個人都抬頭不見低頭見的日常。

圖片來自：Wiki

不過他們的空間雖然頗小，偶爾也會出現一些浪漫時刻。

“我們幾乎每晚都熬夜。”宇航員 Coleman 説道，“有時候，我在吃晚餐，或者在工作時，可以在窗外看到一個新宇宙”。

“各種生物會遊過，有時會有大石斑魚也往裏看，這是一種奇妙的感覺。它們慢慢開始認為，我們成了他們世界的一部分。”

海洋，讓我們越來越接近太空

無論從環境相似度、實驗成本、測試難度、便捷度來講，海洋，都是人類在去往太空前的絕佳“訓練場”。

儘管海洋裏的訓練並非真正的太空探索，但是，它也讓人們離太空生活更近了一步。

NASA已經在海底進行過大量的模擬太空測試。

它們利用最先進的水下導航技術和工具，在海底開拓複雜的任務，這些工具被精心編排，用來模仿火星的探測軌跡；

它們在海底試驗新的通信技術和時間軸統計法，發現這些技術在人類接近太空中的小行星時，將會非常地有用；

錨定小行星表面概念圖. 圖片來自：NASA

它們在海底讓人們進行日常對話和活動，以清晰挖掘內部和外部空間探索的緊密相似之處；

在Aquarius Reef Base深海實驗室中，它們參與實驗室的珊瑚修復項目，在保護海洋生態系統的同時，也收集了用於海洋生物學和地質學研究的樣本，這些成果，同樣可以利用於其他星球的樣本研究。

清潔珊瑚樹。圖片來自：Torian Richardson

自1993年以來，這個深海實驗室已經執行了117次任務，近100名宇航員參與了訓練。

一屆又一屆的NEEMO計劃過去，我們在海洋中的測試，開始從宇航員的專業探索，慢慢延伸到與長期太空旅行有關的一系列研究。

NEEMO 19計劃中，宇航員們已經在用大量智能設備、增強現實和人工智能技術研究自己身體的變化、睡眠質量、心理狀況等。

儘管實驗室也經歷了多次颶風、潛水員死亡、水下發電機起火，甚至面臨資金不足的倒閉風波，它依然堅持了下來。

實驗室運營經理Roger Garcia和研究副總監Tom Potts. 圖片來自：Susan Karlin

最近，它們也在探索新的收入來源，包括將其開放給大型海洋教育團體，建立自己的深海實驗室學院，將實驗室中的科研轉化為國家認可的課程，讓更多教師、學生、普通人都能實地考察和學習等等。

疫情期間，它們關閉了通道，疫情過後，馬上就會再次對外開放。

越來越多公眾的參與、學科之間跨界的合作、海洋與太空之間剝絲抽繭的探索，都將更大地激發未來先鋒技術的發展。

宇航員 Coleman 説道：“有人認為我們的太空生活只與太空有關，但實際上，它們全都與地球有關。”

如果地球有一天消失，從那一天往回看——

深海實驗室這些最接近未來的起點，大概就是我們最終的墓誌銘。

人類現在在生物、化學等自然學科技術發展的突飛猛進，給原本好奇心強烈的人們帶去了豐富多彩的精神食糧。人類在探索與發明的同時給自我價值以肯定，人們在享受科技帶來的福祉的同時也收穫了快樂。以上就是本期關於科學探索的事情了，大家有什麼想法呢，歡迎在評論區告訴小編一起討論哦！