遨游九天、沐浴星河是人类古来已有的梦想。如今，随着登月成功、空间站建立，以及火星探测开展，人类已经开始迈向太空。与此同时，生命离开地球摇篮后会怎么样、如何在太空中生存及生活，成了亟待了解的难题。
在太空中，人、动物、植物、微生物的内在生命活动及外在行为会发生什么样的变化？植物的根依然向下生长吗？仰面朝天下落的猫还能翻转身体吗？人的工作学习效率是变高还是变低？科学家、航天员如何进行太空实验？了解空间里的生命活动对生活在地球上的人们有什么意义？未来人类移居火星，要完成哪些“不可能的任务”？……本书以鲜活的文字、有趣的故事、丰富的图片，尝试回答了以上疑问。
本书结合前沿科研进展，融合空间探索的历史和文化，从空间环境与生态、空间环境的挑战、空间飞行的健康问题、太空旅行和星际移民几个部分，描述人及其他生物在太空中因重力、辐射、磁场等的变化而遭遇的生理、健康和行为等方面的影响，展现了科学家在太空中进行的有趣且重要的实验，颂扬了遨游太空、无畏生命挑战的航天勇士，带领读者经历一次奇妙的太空之旅。

郭金虎，中山大学教授、博导，教育部新世纪人才。本科及硕士毕业于南京师范大学，博士毕业于复旦大学。曾以博士后身份在美国芝加哥大学和得克萨斯大学西南医学中心从事研究工作。2010年起任中山大学生命科学学院教授，研究兴趣为生物钟的调节机制及特殊环境下的生物节律。发表论文60余篇，主编、参编著作、教材等8部。任中国空间科学学会理事、中国细胞生物学学会生物节律分会秘书长。

自序
第一篇 飞天梦想
从幻想到现实
遨游太空
航天成就梦想
第二篇 严酷的空间环境
严酷的空间环境
在微重力下漂浮
生活在磁场里
可怕的太空辐射
第三篇 走向太空的生命
进入太空的动物们
太空里的绿色生命
性情大变的微生物
让猫失灵的微重力
古怪生物的高超本领
在太空里孕育生命
第四篇 人在太空
不能承受的生命之轻
变弱的骨骼与肌肉
容易受伤的DNA
免疫不给力
空间里的节律与睡眠
易紊乱的神经系统
未来的太空医院
保障安全，提升工效
第五篇 星际漫游
改造星球
重返月球
远赴火星
寻找地外生命
结语
参考文献

宇宙中蕴藏了无穷的奥
秘，令人神往。数千年来，
面对天空，人类产生过无尽
的好奇、憧憬与幻想。我国
汉代时，有一个名叫张衡的
孩童喜欢仰望夜空数星星，
长大后他发展了浑天说，造
出了浑天仪，为我国古代的
天文学做出了巨大贡献。
古往今来，无数人像张
衡一样为繁星密布的苍穹而
着迷。战国时，思想家庄子
写了一篇《逍遥游》，描绘
太空是“天之苍苍，其正色
邪？其远而无所至极邪？其
视下也，亦若是则已矣”。
他知道天是“其远而无所至
极”，幻想有一条大鱼（鲲
）变为大鸟（鹏），“背若
泰山，翼若垂天之云”，可
以高飞九万里，“绝云气，
负青天”，最后抵达“天池”
。西晋张华的《博物志》和
南北朝宗懍的《荆楚岁时记
》分别记载天河中有牛郎织
女（指的是牵牛星和织女星
），后来演化成为小说，被
编成戏剧。《太平广记》叙
述，太原人郭翰遇织女，织
女告诉他天上的情形：“人
间观之，只见是星，其中自
有宫室居处，群仙皆游观焉
。”一年后织女与郭翰分离
，郭翰寄以诗曰：“人世将
天上，由来不可期。”在西
方，亚里士多德（Aristotle
）的《宇宙论》、柏拉图（
Plato）的《斐多》、但丁
（Dant e Alightieri）的《神
曲》里，都有大量对宇宙的
认知与看法。
由于认知不足，更加之
技术所限，古人虽能仰望星
空，却难以深入探究太空奥
秘。很多古人认为星星很渺
小，“手可摘星辰”，并没有
想过要去星辰上漫步、移居
。在他们的认识里，星星只
是发光的小钉子，连站上去
都不可能，谈何漫步与探秘
？李白豪情万丈，写下“欲
上青天揽明月”的千古名句
，但从这句诗里可以看出，
他认为月亮和篮球差不多大
（可揽）。战国时期的大诗
人屈原也有类似看法，他曾
说“登九天兮抚彗星”（《九
歌·少司命》），把硕大的
彗星看成扫把了。不过也有
一些民间传说，想象月亮里
有宫阙、桂树还有仙人，这
说明少数古人在观察星体时
已经有了朦胧的透视意识，
认为实际的月亮应该比眼睛
看到的大很多。
厚重的历史之书一页页
地快速翻过。随着近现代科
学技术萌芽并不断革新与进
步，当时间的脚步来到19世
纪上半叶，人类已经具备了
探索太空飞行的初步条件，
开始对冲出地球引力束缚、
遨游太空跃跃欲试，要将凡
尔纳（Jules Verne）的幻想
变为现实。时至20世纪中期
，人类的空间探索正式开启
，由此迈入航天时代。到了
今天，地球大气层外数百千
米范围内密布着人类的航天
器，星际移民也指日可待。
古人和今人所面对的是
同一个宇宙，古人充满憧憬
，今人已经遨游太空。文明
和科技的进步，终于为人类
实现太空探索的梦想插上了
翅膀，提供了动力。鸟类有
羽毛，自由飞翔是鸟儿最幸
福的事；理性是人类的固有
特征，能够发挥理性、不断
探索，是人类最幸福的事。
在对地外空间的探索过
程中，人类先将机器、设备
射入太空，然后在气球、探
空火箭、卫星或飞船里载上
各种生物以及人类自己。这
是因为，人类不仅要满足探
索太空的好奇心，更想亲身
去征服太空。很多登山者用
毅力和生命去攀登珠穆朗玛
峰的一个重要原因，就是它
在那里，并且难以征服。仅
仅用各种科学仪器了解山峰
的各种参数仍不能满足人类
的探索心，我们还必须用脚
去丈量，用手去攀爬，去体
会、去探险、去开拓。同样
，宇宙、星球就在那里，蕴
藏着无数的谜团，散发着无
尽的魅力，吸引我们去探索
。仅仅通过卫星和望远镜去
观察不能让我们满足，我们
还要进入宇宙、登陆星体，
甚至在那里生存和驻留，去
拓展我们足迹的范围和认知
的边界。
地球家园多姿多彩，各
种动植物和微生物与人类共
同生活在这个星球上。但是
，地球上的生命在太阳系里
很可能是孤独的。当我们去
远征太空和星体，我们必然
也会带上我们的朋友——其
他一些生物。有些是我们特
意携带的，有些则是不得不
携带的不速之客，例如太空
舱内的缝隙里以及我们身体
里的微生物，它们会跟随我
们去太空免费旅行。
古人以为天上是神仙住
的地方，并且羡慕他们天上
的生活。实际上，太空环境
非常严酷，与地面迥然不同
，如果人类在缺少防护的情
况下前往太空，将无法生存
。昼夜温差巨大、缺少重力
、超强辐射，都是对地球来
客的巨大挑战。那些英雄的
航天员们，从繁华的地球到
寂寥的太空，满怀征服的喜
悦，却又在狭小的航天器里
深感孤独。
空间探索承载了全人类
的梦想，也吸引着全人类。
1969年7月20日，在旧金山
，一名叫张爱玲的中国女士
听说当晚有人类登月的电视
直播，赶紧去买了台电视机
，却因为初来乍到，高度近
视的她错把路牌当成了公交
车站牌，暴晒了半天也没等
到回家的车。美国航天员斯
科特·凯利（Scott Kelly）小
时候学习不好，调皮、惹事
，5岁时通过电视看“阿波罗
号”登月，深受鼓舞。令他
没有想到的是，多年后，他
自己成了一名航天员，承载
着人类的梦想去探索太空。
时间来到21世纪。2001
年4月30日至5月6日

我们常常充满希望、豪气万丈地谈论进驻月球、移民火星、迈向深空，然而我们对远离地球家园后面临的严酷环境了解多少呢？
遨游九天需克服哪些艰难险阻，沐浴星河将遭遇什么生存危机？
离开地球摇篮，生命将会怎样？我们该如何克服障碍，在太空中生活？
本书让你一站式了解空间生命科学，知晓如何让科学幻想变成可实践的现实。

本书不仅是一本航天科
学的科普读物，更是一次富
有科学广度和趣味底蕴的探
索之旅，以独特的视角探讨
了生命在宇宙中的可能性，
既有科学性和历史性，又不
乏引人入胜的故事和有趣多
样的主题。
——邓玉林，
国际宇航科学院院士兼
生命科学部主席，
北京理工大学讲席教授
仰望天空，人们不禁会
问：地球之外是什么？地球
生命如何能够走出地球？走
出的地球生命又会怎样？这
本书回答了这些问题。
——商澎，国际宇航科学
院院士，
西北工业大学长聘教授
不仅和阿西莫夫的作品
一样充满理性的光芒和深入
的哲学思考，还在字里行间
非常浪漫而且自然地融入了
中国人的哲学、文化和历史
。
——李一良，
香港大学天体生物学副
教授
广阔而深邃地勾勒出个
体的本质，运用相当丰富的
艺术作品展开阐释、推进联
想，是科普写作中特别有趣
的跨界实验。
——樊林，
广州美术学院艺术与人
文学院教授

从幻想到现实
在古典名著《西游记》里，唐僧师徒四人西天取经成功后，各自受封成仙成佛。20世纪80年代，著名科幻作家童恩正续写了科幻小说《西游新记》，开篇写道：一天早晨，唐僧在法会时见佛祖愁眉苦脸，呵欠连天，精神萎靡，便上前询问。佛祖说，近来西牛贺洲的人类制造和发射了很多物件，形状不一，直上西天。这些东西有的发出光亮，有的几乎撞坏了灵山的门楼。佛祖日夜不得安宁，因此睡眠不足。于是，唐僧主动提出，派他的徒弟孙悟空、猪八戒和沙僧三人前往西牛贺洲去探个究竟，学习人类的新科技，由此引发出一连串笑话。
天高几重
人类的航天器搅得佛祖不得安宁，这当然只是故事。不过近一个世纪以来，科学技术的突飞猛进给人类插上了翅膀，人类已经实现了遨游太空的梦想。从1957年10月4日第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”（俄语原意是“跟随地球的旅行者”）升天，到现在人类已经开始筹备重返月球、登陆火星，随着人类探索太空的脚步越走越远，地球似乎变得越来越小，而宇宙变得越来越可及。
我们平时见到“航天”与“航空”两个词，往往认为它们意思差不多，会混淆使用。其实，这两个词区别很大。南京航空航天大学的英文译名为“Nanjing University of Aeronautics and Astronautics”，其中“Aeronautics”指航空，而“Astronautics”指航天。如果航天和航空是同一个意思，那就没有必要在校名里重复使用了。
航空和航天的最简单区分是看飞行器的飞行高度。距离地面约100千米的天空里有一条“卡门线”，它是人为设定的大气层和太空的分界线，飞行器的飞行高度达到100千米之上才称为航天。与航天飞行器相比，航空飞行器的飞行高度都在100千米以下，不到卡门线。划定卡门线的人是大名鼎鼎的航天工程学家冯·卡门（Theodore vonKarman），他是我国航天事业的奠基人钱学森在美国时的老师。
1931年，瑞士发明家、探险家皮卡尔（Auguste Piccard）制作了一个热气球，由他和助手基普费尔（Paul Kipfer）共同搭乘，在德国奥古斯堡起飞，飞到了15781米高的平流层，这是当时人类到达的最高高度，也是人类第一次进入平流层。但是，这一高度仍然没有达到航天的高度。
在电影《功夫》里，周星驰饰演的主角被大反派火云邪神施展蛤蟆功狠狠向上顶起，飞入云霄，站在了鹰的背上。鸟类最高的飞行纪录是11278米，离卡门线还远得很。探空气球能够比鸟类飞得更高，可以到达30—40千米的高空，但这高度还不到卡门线一半，依然不能称为航天。
飞向苍穹
20世纪中期，大推力的火箭发明之后，人类终于实现梦想，可以飞向大气层以外的太空。继1957年10月苏联成功发射了人类第一颗人造卫星后，1961年4月12日，苏联航天员加加林（Yuri AlekseyevichGagarin）乘坐“东方号”飞船实现了太空遨游。1969年7月20日，月球在诞生45亿年后，迎来了第一批来自地球的客人。时至今日，越来越多的航天器和人类已经闯入天宇，当然，那里并没有佛祖。
在卡门线之上，现在已经有无数大大小小的人造航天器。空间站大约在400千米的高度绕地球飞行，飞船和已经退役的航天飞机的高度要低一些。为人类探索太空立下赫赫战功的哈勃空间望远镜位于600千米的高度，从1990年发射、启用算起，服役已经超过30年。美国最近发射的韦布空间望远镜又吸引了世人的目光，它距离地球约150万千米（大约是地球到月球距离的4倍），虽然运行不久，但是所拍摄的宇宙照片已经令世人震撼。
马斯克（Elon Musk）的星链卫星密密麻麻，挤占着低轨道空间。2019年，星链的一颗卫星差点与欧洲“风神”气象卫星相撞，迫使欧洲空间局改变了“风神”的飞行轨道。2021年，星链里的卫星两次差点与我国空间站相撞，迫使我国空间站避让。
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