約翰·麥克福爾曾是一名殘奧會短跑運動員，後來成為骨科和創傷外科醫生，他擁有令人尊敬的職業生涯，這得益於他強烈的動力和好奇心。現在，他又為自己的職業生涯增添了一個備受讚譽的頭銜：宇航員。
在19歲時遭遇嚴重摩托車事故後，醫生截除了麥克福爾的右腿膝蓋以上部位。藉助他一直佩戴的假肢，他代表英國參加了2008年殘奧會，並在100米短跑專案中獲得銅牌。2022年，經過競爭激烈的選拔過程，歐洲航天局（ESA）將麥克福爾招入其宇航員隊伍，使他成為該機構首位身體殘疾成員，即“肢殘宇航員”。麥克福爾被特別選中參加歐空局開創性的“飛行！”可行性研究，該研究旨在系統地評估 障礙，這些障礙存在於身體殘疾人士的太空飛行中。“飛行！”研究計劃於今年秋季結束。麥克福爾尚未進行太空飛行，更不用說被分配到任何即將到來的任務中，但這可能很快就會改變。
他現在正在等待發射機會，並繼續他的訓練。《大眾科學》採訪了麥克福爾，瞭解成為宇航員的過程以及最新的可行性研究中發現的獨特生理挑戰。
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[以下是採訪的編輯稿。]
您為什麼申請參加這項研究？您的哪些背景讓您覺得自己特別適合這個專案？
這項研究的申請有趣之處在於，它從未保證過太空飛行。通知只是為了招募一名身體殘疾的候選人參加可行性研究，歐空局的目標是希望創造機會讓有這種殘疾的人進行太空飛行。對我來說，這就像是，“我有什麼損失呢？”我根本沒有考慮過太空飛行，但一位朋友給我發了一條訊息，建議我關注一下。我認為這是一個大膽而創新的機會，歐空局是第一個承擔如此勇敢舉措的航天機構，這是值得稱讚的。在我的腦海裡，我想如果我能被選中，這將符合我一生中喜歡做的事情的所有條件：在學術、身體和情感上挑戰自己的同時保持好奇心。
就我的背景而言：作為一名截肢者和外科醫生，我非常瞭解醫學，特別是我的殘疾——特別是我的病情在哪些方面可行，哪些方面不可行。作為一名運動員，我知道自己身體健康，並且身體能力很強——可能是一個理想的人選，可以證明身體殘疾人士的能力。我認為我可能是幫助回答這個問題的一個理想人選。
我們至今還沒有身體殘疾的人進入太空，這有點令人驚訝。在進行這項研究之前，您認為為什麼其他團體沒有嘗試這樣做？
我認為沒有明確的答案。如果你回顧人類太空飛行的歷史，尤其是在過去20年裡，自2000年以來，空間站一直有人類持續存在。在第一個十年[2000年之後]，基本上直到太空梭時代結束，空間站仍在建設中。我們也在學習很多關於人類在軌道上長期居住的知識。大約在2014年或2015年，我們開始收集關於在低地球軌道微重力環境下長期生活對宇航員的影響的良好長期資料。從那時起，關於身體殘疾人士是否有可能進行太空飛行的想法一直在流傳。當時的歐空局人類和機器人太空探索主管戴夫·帕克走訪了所有歐空局成員國，以獲得在2021年選拔一名身體殘疾人士的批准。這需要時間，但我認為這個想法已經存在一段時間了。現在我們已經更多地瞭解了人類太空飛行以及身體對長期微重力的反應，我們已經準備好邁向下一步。
當您被選中時，您的第一反應是什麼？
當我從最後一批候選人中被選中時，我感到很榮幸。我為自己被選中代表歐空局、英國航天局以及身體殘疾人群體感到非常自豪。現在我有了這個平臺和責任來展示我們的能力。
“飛行！”研究希望透過這項可行性測試證明什麼？
在太空飛行操作中，有些活動我們認為是理所當然的，因為健全人可以做，嗯，為什麼他們不能做呢？緊急程式，例如離開航天器或微重力環境下的醫療程式、地面上的飛行前訓練活動、從人體工程學的角度能夠使用裝置——所有這些都是圍繞健全人設計的。如果你看一下這些要求並問，“好吧，宇航員被要求這樣做——約翰帶著他的殘疾和假肢還能做到嗎？” 其中有些是，“嗯，是的，我當然可以！”
但是，無論如何提出這個問題並沒有壞處。這非常公平，因為有些人沒有與身體殘疾人士打交道的經驗，而這正是我作為一名有殘疾的醫生的背景發揮作用的地方。只有當你剖析太空飛行的要求時，你才會考慮我的殘疾和假肢可能會如何影響滿足這些要求。目標是找出我們需要證明什麼來證明這些要求可以得到滿足。
生活在低地球軌道的微重力環境中會導致體內體液轉移和肌肉萎縮，以及許多其他影響。這項研究究竟是如何調查這些因素可能如何影響您和您的假肢的？
在你實際做到之前，複製低地球軌道條件的方法有限。沒有什麼可以替代在軌道上並做到這一點。我們能做的最好的事情是提出模擬太空飛行因素的類似變體，然後儘可能地減輕它們。你必須儘可能多地提出問題，以試圖瞭解潛在的問題可能是什麼。
例如，是的，你預計在微重力環境下會發生體液轉移。通常，體液從腿部向上移動到腹部和胸腔——因此，理論上，你的下肢體積會變小。將會有急性和慢性體液轉移，以及慢性萎縮，因為雖然你仍然在空間站上鍛鍊，但你將無法達到與地球上相同的肌肉力量和體積。我們在這裡的地球上進行了類似的體液轉移測試，以辨別殘肢體積是否發生任何顯著變化，這可能會影響我的假肢的貼合度和舒適度。但我們實際上發現沒有任何顯著的變化。正如我所說，如果不進行更長時間的臥床研究，就無法複製慢性變化，在臥床研究中，你將連續數週或數月躺下，以模擬微重力造成的肌肉損失。因此，我們確實認為我將佩戴的假肢有必要在接受腔中具有一定的體積適應性。我的殘肢在太空中可能會變小，因此進行一些調整非常重要。
這項研究涵蓋的身體殘疾的實際範圍自然是有限的——測試僅限於單腿膝蓋以上截肢。這些結果在多大程度上可以推廣到更廣泛的身體殘疾範圍？
我們所做的研究非常具體地針對我的殘疾——單腿膝蓋以上截肢。你可能可以推斷到類似的下肢殘疾人群體，但請記住，仍然需要對每個人進行單獨評估。
有趣的是，當你觀察一個人的殘疾以及他們將如何在太空中生活和工作時，你需要考慮輔助裝置在其中發揮的作用。如果某人依賴輔助技術來完成他們的任務，就像我使用假肢一樣，你必須確保該裝置能夠工作並適合太空飛行。
還有其他幾種殘疾[值得進行微重力研究]，例如不能使用下肢的輪椅使用者的情況。在這種情況下，下肢肌肉萎縮或體液轉移實際上不是問題，因為他們不走路或將體重放在下半身上。他們仍然需要輔助裝置來滿足發射時的緊急要求，但是當你在太空中時，四處走動和完成任務非常簡單。是的，他們可能需要證明他們可以穩定自己，我們可以開發技術來提供幫助。但實際上，他們在太空中對輔助裝置的依賴程度較低，以維持身體健康。我們還知道，宇航員在太空中只會看到下肢骨密度降低——所以如果你不使用這些肢體，那也沒關係。
對於輪椅使用者，膀胱和腸道功能以及與微重力相關的風險仍然存在未解決的問題，這些問題非常有趣。從本質上講，有很多東西需要理解和學習。我認為這將是這項研究的遺產。
您提到在選拔過程中，並沒有承諾會被送上太空任務，這純粹是一項可行性測試。無論您還是其他人最終成為太空中的第一位“肢殘宇航員”，您希望向那些以前認為太空飛行對於身體殘疾人士來說遙不可及的人們傳達什麼資訊？
歐空局和英國航天局在挑戰人們對宇航員外貌的直覺和認知方面處於世界領先地位。我認為人類太空探索不應該是唯一發生這種情況的地方。我希望透過這件事，人們將繼續挑戰對某些專業人士外貌的固有觀念。這是挑戰這種固有觀念的又一個例子，我希望傳播這一資訊。