以人為本

智利礦難營救中的科學

航天科技保證礦工的營養和健康

2010年8月22日，33名礦工被發現依然幸存后，衛生部長馬納利奇說，營救“預備計劃”的第一步是讓受困礦工“恢復營養”，接受專業治療。被困礦工所處封閉地下環境與宇航員所處環境相似，來自美國和日本航天局的救援物資能讓被困礦工的被困生活健康和舒適，每天定時的體檢也防止了疾病在礦井下爆發。

“白蘭鴿”每天40次運送食品藥品

為了給礦工運送食品和藥品，營救人員還設計了一種名叫“白蘭鴿”的救援器材。這是一根5英尺寬，約1.5米長的空心圓柱，工作原理相當于氣體導管，能穿梭與地上和地下。救援人員向“白蘭鴿”中裝入補給品，然后通過通風管送到礦工避難處。這一套設備每天要往返40次，為被困礦工送去食物和其他必需品，并帶回他們的信件和臟衣物。NASA專家特制菜譜

2010年9月開始，來自美國的營養師為被困礦工們制定了特殊的食譜，限定礦工每人每天攝人的熱量不能超過2200卡路里，以防止肥胖?？紤]到礦工身處的敏感環境，營養學家們將食品打包后在等待通過管道運送至井下的幾分鐘時間里，對食品進行高溫加熱，以防止它們受到細菌感染。有些礦工想喝酒、抽煙解悶。但智利政府咨詢了美國宇航局(NASA)的相關專家，NASA專家組領隊邁克爾·鄧肯的答復是：不允許。他表示，在一個封閉的空間，煙草對他們的健康是有害的。不過救援人員還是給礦工們送去了戒煙貼片和尼古丁膠糖，這些東西有助于克服煙癮發作。

抗菌短襪防皮膚病太空內衣更舒適

此外，井下的溫度幾乎一直維持在32攝氏度，環境悶熱潮濕，為了讓被困礦工保持健康舒適，援救人員通過“白蘭鴿”給他們送了一些甩透氣布料制成的T恤和短褲。此外，礦工們還得到了一些襪底加入銅金屬絲的特制抗菌短襪，防止他們出現皮膚問題。被困礦工搬到了更干燥涼爽的一處隧道作為營地，溫度只有15℃～18℃，而原來的避難所被作為洗浴的地方。地面用太陽能加熱的水被送到地下，讓礦工用于洗澡。多余的水流到礦井更深處，它們能起到降溫和抑塵的作用。

每天體檢避免傳染病

智利衛生部長海梅·馬納利奇2010年9月1日表示，為幫助受困礦工更舒適地度過等待獲救的幾個月，建議井下要模擬晝夜環境。為了保證正常的生物鐘，他們依靠點亮和熄滅頭燈來區分晝夜。“預備計劃”要求受困礦工將所在區域劃分成三部分，一個用于睡覺，一個用于工作，另一個用作廁所。被困礦工中有一名礦工約尼·巴里奧斯曾經接受過醫護訓練，他被授命每天必須檢查所有礦工的生命體征，如進行驗血和驗尿，檢查是否有皮膚感染，并密切關注他們的體重。所有的檢查結果都被送給地面的醫務人員作詳細分析。8月28日，救援人員把一些破傷風和白喉疫苗送下井，由約尼·巴里奧斯為所有礦工注射。

基于人道主義進行心理救援

馬納利奇說：“我們必須確保被困礦工們身體和心理上的健康。如果他們在心理上失去平衡，那么他們可能會在井下制造恐慌和暴力，這無異于是一個巨大的災難。”救援專家們表示，為了防止礦工們因被困在狹小的空間里產生恐懼感或造成其他的心理問題，救援人員運用科技手段，讓礦工們與外界實現書信、電話、視頻交流，同時還向NASA專家征詢如何保持長時間處于密閉空間內人員的情緒和心理健康建議。

NASA提供“太空人”式心理指導及抗抑郁藥物

馬納利奇2010年8月26日表示，營救工作將會一直持續到圣誕節前。在長達3個多月的時間里，他們的心理可能會出現問題。有5名礦工情緒抑郁，不想吃東西，不愿在鏡頭前露面。政府安排一名心理醫師當天晚些時候對這5人實施遠程治療，智利政府決定為33名被困礦工提供抗抑郁藥物。為了讓受困礦工保持更好的狀態，智利政府與NASA取得了聯系，希望就如何保持長時間處于密閉空間內人員的情緒和心理健康征詢建議。一名智利官員表示，礦井狹窄、密閉，和宇航員身處的太空站差不多，相信他們能提供有效的指導。投影儀、便攜音箱打發無聊時光

“白蘭鴿”還將三臺微型投影儀送入地下，礦工們可以通過投影儀看電影或者與家屬的視頻。一名智利科技記者給被困礦工一臺便攜音箱，僅有8英寸(20厘米)長。智利礦業部長戈爾沃內說，他們組織井下被困礦工參加各種團隊活動，以保持他們的心理健康。為了使他們不致空虛，救援人員通過“白蘭鴿”向礦工們提供了撲克、掌上游戲和圖書。在他們被發現之前，礦工已經制作出他們的多米諾牌，并開設了一個名副其實的地下賭場來維持他們的精神。光導纖維電纜使礦工能與家人視頻通話

在救援中，救援人員盡力滿足被困礦工與親人交流的需要，在8月29日把電話線送至井下。受困礦工時常通過“白蘭鴿”與家人互通書信。從9月4日開始，他們可通過柔韌性超強的光導纖維電纜與救援者和家屬進行視頻交流。光纖通訊設備也擔負了現場直播的任務。從9月中旬開始，一名私人健身教練還通過閉路電視，每天帶領受困礦工健身一小時。智利衛生部長表示，這不僅幫助礦工保持良好的精神狀態，還能讓他們保持27英寸腰身，方便日后通過窄洞升井。另外，礦工共用一部iPod連接擴音器收聽音樂廣播。他們還能通過一個臨時屏幕觀看通過光纖電纜傳輸到地下的電視劇、電影和國家隊的橄欖球賽。救援人員還對家屬通話的內容給予指導，所有的內容都朝著積極的目標，給被困礦工以鼓勵。

重30噸大型鉆井機開鑿救援通道

為將礦工平安救出，救援方制定了A、B、C行動計劃，分別使用三臺不同的挖掘機械。根據救援B計劃，他們將用一種特殊的鉆機，穿透堅硬巖層，開鑿出救援隧道，直通礦工被困的空間。10月9日8時零5分，救援計劃B的工程人員成功使用重型挖掘機完成了全程624米隧道的挖掘，接下來的幾天，工程人員對隧道進行拓寬和加固工作。10月11日用金屬管完成救援通道內壁加固，以防礦工升井時通道墻體出現塌方險情。

專業救援膠囊“鳳凰號”：依次搭載33名礦工

在救援過程中，最引人關注的設備是“鳳凰號”。它的外形如子彈，上部白色，下部紅色，中間是藍色的鐵籠，看上去類似膠囊，因此媒體用“膠囊”形容它。這個救生艙由智利海軍制造，看上去像一個由鐵絲網圍起來的籠子，長3米，內部高度約1.9米，直徑大約70厘米，僅稍寬于人的肩部，重約400多公斤，只能容納一人在其間站立。救生艙內裝備有供氧系統、內置音視頻通訊系統和逃生設備，配備防護手套、眼罩和安全帶。在救援通道被拓寬后，它從700米深的地下依次搭載33名礦工升井，被困礦工進入艙內后10～15分鐘即可到達地面。

升井過程礦工“全副武裝”：特制衣服保持體溫

救援開始前，各方專家為礦工在生理和心理上可能出現的問題做了充分準備。礦工們從三天前開始服用阿司匹林來預防血液凝固，以防在接近地面的上坡路段出現血壓驟升或驟降的狀況，并穿上了保持體溫的特質衣服，戴上了能監控心率和體溫的生物測量腰帶。由于在晚上升井，礦工還將面臨短時間內從井下32℃的高溫到地面的0℃以下的溫度變化，宇航局特意為他們準備了高熱量流食，在升井前12小時開始進食。宮含鉀鎂元素的流食能幫他們克服在旋轉升井的“鳳凰號”內的眩暈惡心感。

救援時，智利政府將派出一名礦業救援專家和一名醫護人員，乘坐搭載艙到達地下，他們會對礦工進行身體檢查，并把升井過程中可能會遇到的問題，包括如何呼吸等細節告訴礦工們。隨后，一名名礦工依次乘坐救生艙升井。

為了保證升井過程的安全有效，救援人員們對礦工“全副武裝”，采用多種方法確保他們的安全。在救援艙內，礦工直立，身上綁好安全帶，礦工們將會穿上特制、重量超輕的防水服。他們還將戴上各種監護儀器，監測心跳、呼吸頻率、體溫等，隨時向地面傳送數據，以便地面人員隨時監控任何細微的身體變化。在礦工的頭部，還會戴上一個裝配有耳機和麥克風的小型氧氣罩，這可讓他們與救援人員保持實時聯絡。而捆綁在小腿的繃帶將會防止礦工的血液循環出現問題。醫生們擔心在經歷長時間無光照環境后，礦工們的眼睛將無法承受瞬間的變化，為此，礦工們在升井過程中還將戴上艙內配備的護眼罩。

多套營救預案應對不同情況

由于救援隧道長達600余米，而且巖壁情況復雜，救援艙可能會卡在隧道中。為了加快救援進度，只對其中不穩定的幾十米鋪設了內壁，如果在升井過程中巖壁崩塌或者救生艙偏離軌道，就可能出現“卡殼”?？紤]到這種可能性，救生艙中配備了氧氣面罩和對講機，礦工戴的具有視聽功能的頭盔也將隨時和地面保持聯系。一旦出現“卡殼”情況，礦工將啟動緊急系統，屆時救生艙會分離成兩部分，其中一部分在水壓系統幫助下把礦工送回到礦井底部，然后救援人員再設法將另一部分運出地面，換用小一些的救生艙繼續救援。

如果計劃徹底失敗，被困礦工將無法從現有隧道中救出，就要寄希望于當時仍在進行挖掘的另一條隧道。按照計劃，這條救援隧道要鉆到580米深度，那時已進展到457米，預計還要一周時間完工。這條隧道更寬、更直，救生艙在上升過程中不會遇到太多阻礙，整個過程會更加順利。

此次堪稱奇跡的礦難成功救援，給全世界，特別是中國留下很多有益的經驗和啟示。約翰霍普金斯大學學者羅伊特說，智利政府在振奮民心方面打了漂亮的一仗，在科技發達的現代，更好地運用科學技術確實能產生奇跡。(來源：2011年11月10日網易探索第39期)(編輯／胡珺)