如果在太空中心脏病发作会怎样？

我们处于失重状态，在墨西哥湾上空约 34,000 英尺处，一边努力忍住晕车呕吐，一边将超声波探头插入一个价值 26,000 美元的人体模型的食道。一会儿，这架挖空的波音 727 飞机将到达抛物线的顶端，机头向下俯冲 10,000 英尺——在俯冲之前，进行这项微重力实验的三名大学生刚好有足够的时间拍摄几张人体模型无生命心脏的模糊超声波图像。

在我们身后，一个黑色背包飘向天花板。飞机的安全带上下摆动，仿佛在水下。一位 NASA 摄影师放下相机，相机悬在他面前。

我坐在离地面几英寸的地方飘浮着（感觉自己就像个精灵），这时一名机组人员大声喊道，我们即将从失重状态进入两倍重力状态。这个警告至关重要，因为当重力恢复时，你可不想头朝下。这也是抛物线飞行中大多数人会呕吐的部分。

几秒钟后，飞机急速下降到 24,000 英尺，我仰面躺在飞机的软垫地板上。斯坦福大学的学生围着这个无四肢的假人换座位，并绑住他们的腿，这样当飞机进入下一个零重力抛物线时，没有人会从这个固定的实验装置上飘走。在飞机前部，另一个团队的学生吐到了袋子里。

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这次飞行是 NASA 微重力大学竞赛项目的一部分。高中生和大学生提交减重力实验提案；获胜团队将前往休斯顿的埃灵顿机场进行为期一周的飞行，最后进行抛物线飞行。

我乘飞机来报道斯坦福大学的实验，该实验将测试便携式超声波机器是否能在微重力环境下拍摄有用的心脏图像。更大的图景关系到人类太空飞行的未来：当我们距离地球数百万英里时，我们的医疗设备能否让我们活下来？

在微重力环境下，牛顿的相等和相反作用力定律尤其突出。

斯坦福团队的负责人是 18 岁的保罗·沃伦，他是计算机科学专业的大一学生，16 岁时，他设计了一个飞往国际空间站的生物实验。当我第一次通过电话与沃伦交谈时，他对未来载人航天旅行的热情压倒了我对飞行前景的部分恐惧。“我相信，除非我们探索了一切并学会了一切，否则人类永远不会满足，”他说。“但在实现长期太空飞行之前，我们需要在太空中配备地球上急诊室里的那种医疗设备。”那天早上，我在休斯顿的 NASA 990 机库见到他，他穿着 SpaceX 的 T 恤，自信地指挥着团队的其他五名成员，其中大多数人都比他年长。

目前，太空中的人类在医疗监测和治疗方面的选择有限——例如，目前还无法进行手术。但如果国际空间站出现医疗紧急情况，宇航员只需几个小时就能到达地球上的医院。然而，载人火星任务将使人类在深空停留数月或数年，这意味着机组人员需要做好独自应对紧急情况的准备。

学生们正在测试的超声波机器非常适合太空任务。它轻巧紧凑，几乎不需要任何医疗培训即可使用，而且探头一次可以在体内停留 72 小时。但这项技术只在地球上使用过，没有人知道它在零重力下是否能正常工作。最大的担忧是微重力会导致探头偏离位置。

该团队的导师、心脏外科医生和太空医学专家彼得·李 (Peter Lee) 告诉我，放置在食道中的超声波探头是长期太空飞行的理想诊断工具。“如果远离地球的宇航员发生心血管事件，或者由于某种原因丧失了行动能力而必须使用呼吸机，目前 [太空中] 没有成像技术可以提供心脏的连续图像，”他说。“你可以使用 [外部] 超声波，但技术人员必须一直在那里把它放在胸前。”

在我们飞行的前一天，学生们在人体模型上练习使用超声波探头，人体模型上覆盖着栩栩如生的皮肤，里面有解剖学上正确的内脏模型。他们将柔性探头从嘴里伸进食道，这样它就能比外部超声波更清晰地捕捉到心脏的图像。探头连接到黑白显示器上，显示器上显示心脏的实时超声波图像。图像显示心脏是否在跳动；瓣膜是否正常工作；心脏周围哪里有液体；以及是否有过多的血液流入和流出。

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美国宇航局的项目主管警告我们在飞行前一晚要保证充足的睡眠。“不要喝酒。尽量不要吃油腻的食物。”尽管如此，我们都因为起飞前注射的东莨菪碱*而有点头晕目眩。这种止吐药让我的嘴巴和眼睛非常干燥，我的听觉也变得迟钝。

你可能会认为，重力消失后，你首先注意到的是自己飘向天花板。实际上，你首先注意到的是，你的大脑在努力应对来自内耳的新奇信号，不再将天花板视为头顶。我的第一个念头是，不知何故，我翻了个身。事实上，我几乎一动不动，就像几分钟前，身体还有重量的时候一样。当我开始离开地面时，我惊慌失措，抓起附近的一个座位。在我面前，沃伦正在半空中翻筋斗。

当然，重力并没有真正消失；我们仍然受到地球引力的很大影响。20 世纪 50 年代，航空科学家发现，他们可以通过抛物线飞行来模拟零重力。当飞机以 45 度角向上飞行时，乘客会感受到超重力——通常约为 2 G——因为爬升力与地球引力相结合。当飞机开始将机头向下时，机内所有未固定的物体和物品都会继续向上移动，漂浮到机舱中间。

失重状态持续约 20 秒，然后飞机完成弧线并开始以机头朝下的速度向地球飞去，重力又回到了两倍。我担心这段飞行会让我感觉像坐过山车一样，但事实并非如此，躺在地板上，我感觉自己变得非常沉重。在超重力环境下，甚至连抬起手臂都很困难。

为了获得实验所需的数据，沃伦和队友萨姆·贝德（23 岁）和安迪·武（18 岁）必须在每个失重抛物线中拍摄六张心脏图像。起初，他们努力保持静止足够长的时间以操作探测器；在微重力下，牛顿的相等和相反反应定律尤其突出。右手的最小动作都会推动你的整个身体向左移动。有一次，我移动了脚，发现自己在后空翻。

经过 32 个抛物线和一个多小时后，727 飞机返回埃灵顿机场，我们系好安全带，坐在机舱后部的座椅上。NASA 的一名机组人员告诉我们，许多乘客在短暂的返程飞行中睡着了；东莨菪碱是一种镇静剂。但当我们着陆时，我们都还清醒着，咧嘴大笑，互相比较着故事。我们口袋里的呕吐袋幸好是空的。

第二天，团队的其他成员——19 岁的 Diniana Piekutowski、22 岁的 David Gerson 和 21 岁的 Lisa Lee——带着人体模型进行了另一次抛物线飞行。不幸的是，Piekutowski 是唯一生病的团队成员。“我吐了四次，”她说。“他们只是不停地把袋子递给我。”（我听说 GoPro 拍下了这一幕，但多次要求看视频都被拒绝了，他们挥手大笑。）

飞行结束后，沃伦将超声图像集（地面拍摄的和微重力条件下拍摄的）发送给心脏麻醉师，麻醉师将对每张图片的质量进行评分。如果医生对两组图片的评价相似，这将是确定超声探头将来是否可用于监测太空中的宇航员的第一步。

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6 月初，也就是飞行两个月后，沃伦报告了结果：心脏麻醉师发现，地面拍摄的心脏图像与零重力拍摄的心脏图像之间没有显著差异。沃伦计划将这些图像发送给更多医生进行审查。该团队希望最终公布他们的结果。

“将来有一天，有人需要在零重力环境下做手术，”沃伦在飞行前告诉我。“我们该怎么做呢？”