自阿波罗时代以来，人类首次不仅准备访问月球，还要在那里生活和工作数周、数月，甚至数年。但在月球表面长期生活究竟会是什么样？答案既令人兴奋又极其严酷。
深空探索的激动人心的新时代正在开启。美国国家航空航天局(NASA)的阿尔忒弥斯计划旨在月球表面建立基地，这标志着我们探索太空方式的根本转变。与阿波罗任务仅留下"旗帜和脚印"不同，NASA希望在月球南极建立持续的人类存在。
该计划分阶段展开。2022年，阿尔忒弥斯一号任务成功测试了太空发射系统(SLS)火箭和猎户座飞船作为环绕月球的无人任务的集成系统。2026年4月1日，NASA发射了阿尔忒弥斯二号，这是一次为期十天的任务，搭载四名宇航员绕月飞行。
作为NASA猎户座和SLS的首次载人飞行，阿尔忒弥斯二号是一项关键任务，旨在验证生命支持系统、导航、热保护和深空操作在载人情况下都能安全运行。在宇航员能够在月球上生活之前，前往月球的旅程必须被证明是可靠的。
除这些早期任务外，NASA的长期愿景远不止一次着陆。NASA计划花费200亿美元（150亿英镑）建设月球表面基地，旨在支持反复且越来越长的表面停留时间。这旨在教会我们如何在地球以外可持续运作——这些知识最终将为未来人类前往火星（终极目标）的任务提供支持。
健康挑战
在月球上生活将挑战人体的每一个器官系统。月球环境使宇航员暴露于独特的"太空暴露组"(space exposome)——即在地球之外遇到的物理、化学、生物和心理压力源的综合。
这些包括降低的重力（约为地球的六分之一）、长期暴露于宇宙辐射、极端的温度波动、有毒的月尘、隔离、睡眠-觉醒周期紊乱以及长期封闭。
与近地轨道上的宇航员不同，月球机组人员主要在地球保护性磁场之外运行。这增加了对太空辐射的暴露，可能以微妙但潜在严重的方式损害DNA、干扰免疫功能并影响大脑和心血管系统。
降低的重力也从根本上改变了血液、氧气和体液在体内流动的方式。微重力可能会干扰血液、氧气和葡萄糖输送到大脑的过程，可能随着时间的推移增加神经系统和血管功能障碍的脆弱性。
定期锻炼对在月球上保持健康至关重要。在此图中，日本宇航员古川聪在国际空间站上锻炼。(NASA)
要正确理解这些风险，我们需要超越单个器官，而是考虑"太空整合组"(space integrome)——即在太空条件下大脑、心脏、血管、肌肉、骨骼、免疫系统和新陈代谢作为一个整体相互作用的方式。一个系统中的小扰动会在其他系统中产生连锁反应。
最具挑战性的方面之一是，许多与太空相关的生理变化是逐渐发展的。宇航员可能感觉良好，而并发症却在表面下潜伏，直到数月甚至数年后才显现。
这就是为什么NASA在其阿尔忒弥斯科学战略中如此强调长期生理监测和人类风险缓解。
降低风险
令人鼓舞的消息是，人类具有惊人的适应能力。挑战在于以安全和可持续的方式引导这种适应。"太空对策"(space countermeasures)是用于降低风险并保护宇航员健康的工具。
锻炼仍然是基础。在国际空间站上，宇航员每天花费约两小时进行锻炼，以保护肌肉质量、骨密度和心血管功能。
然而，在月球上，锻炼系统必须为部分重力重新设计，因为熟悉的地球基负荷不再适用。
月壤（土壤）可用于创建保护栖息地免受辐射和微陨石影响的结构。(Foster + Partners)
营养是另一种强大的对策。饮食影响骨骼健康、肌肉维持、免疫弹性，甚至身体对辐射的反应。
个性化营养策略，根据个人生理而非"一刀切"的菜单定制，可能在长期月球任务中变得越来越重要。
人工重力也正在探索中。短半径离心机可以使宇航员暴露于短暂的增加重力负荷，可能有助于稳定心血管和神经血管系统。虽然仍在实验阶段，但这种方法可能对未来的表面任务有价值。
在月球基地温室中种植的蔬菜可以增强宇航员的营养。(NASA)
辐射防护将依赖多层次防御：栖息地屏蔽——可能使用月球土壤制成的结构——太阳风暴的早期预警系统，以及在高风险期间限制暴露的操作策略。
至关重要的是，对策应该是主动的而不是被动的。持续的生理监测、可穿戴传感器和高级数据分析可能使任务团队能够检测早期预警信号，并在小问题变成任务限制问题之前进行干预。
在月球上延长停留时间将是令人敬畏的。想象一下，看着地球悬停在寂静无声的地平线上方，或者在永远不会变蓝的天空下工作。
但它也将是苛刻、不舒服且无情的。月球不仅仅是一个目的地——它是对我们生物学的考验。
月球基地将教会人类如何在地球以外可持续运作。(RegoLight, visualization: Liquifer Systems Group, 2018)
如果我们能够学会如何让人类在月球表面保持健康、有韧性和生产力，我们就会朝着成为真正的太空物种迈出决定性的一步。阿尔忒弥斯表明，探索不再关乎短暂的英雄主义。
它是关于可持续性、适应性和对我们自身的理解，正如我们对我们想要探索的世界的理解一样深刻。
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在学习如何在月球上生活的过程中，我们最终可能会学到关于地球生命的知识，就像我们学到关于未来太空探索的知识一样多。
达米安·贝利，南威尔士大学生理学和生物化学教授
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