未來的火星探索:在火星呼吸15秒會失去意識甚至死亡!

2021-02-24 未知科學

祖布林作為一位資深的火星領域研究專家,解釋了為什麼人類對火星的探索是未來太空探索的重要環節,只有人類才能看到、感受和觸摸這顆紅色星球,凝視思考周圍的環境,並依據自己所獲得的發現做出論斷,雖然科學家從太空任務中獲得了豐富的太空知識,但在人類親身前往火星展開探索之前,許多火星謎團一直未被揭曉。假設太空人經歷6個月的危險旅行倖存下來,那麼一旦抵達最終目的地,所承受的風險將大大降低,他們著陸時可能會在火星表面遭受一些微隕石撞擊,但不會受到來自四面八方的隕石撞擊。同時,雖然火星輻射劑量高於地球,但與深空輻射相比,火星可作為保護屏障,減少登陸火星的太空人所遭受的極端輻射。由於火星重力比地球弱很多,太空人仍能感受到火星低重力影響,但他們將不再需要忍受失重狀態。但當他們第一次走出太空飛船時,仍然有許多新的風險,他們將經歷人類從未遭遇過的惡劣環境,而合適的太空衣是唯一能拯救他們生命的裝備。

人類造訪火星面臨的最大風險之一是火星的低壓大氣,氣壓使人體血液和體液保持流動,當溫度過低時,體液會沸騰,迅速失去熱量,然後蒸發導致快速死亡。美國馬裡蘭大學空間系統實驗室大衛·阿金(David Akin)教授描述了一次模擬經歷:「我記得聽一位美國宇航講述了一個實驗,在該實驗中他面臨突然、暫時的壓力損失,此時他首先感到口水在舌頭上沸騰,然後自己就暈厥,為了保護太空人不受危險低壓大氣影響,他們必須對航天服進行增壓。同時,還必須佩戴專門的呼吸設備,因為火星大氣中的二氧化碳含量極高,氧氣和氮氣含量較低,如果太空人呼吸了火星空氣,很可能在短短15秒內失去意識,不久就會死亡。」

火星表面極端氣候和惡劣天氣是另一個危險,因為火星氣候非常寒冷,太空衣必須加熱處理。然而,始終保持舒適的體溫非常困難,因為火星表面溫度可能比表面之下低20-30攝氏度,如果太空衣設計考慮到這一點,那麼太空人上半身可能被凍僵,而他的腿部會被燒傷。此外,火星表面灰塵非常多,細小的塵粒會懸浮在大氣層,目前科學家們並不清楚火星灰塵是否有毒,但他們相信存在這種可能性。如果火星灰塵有毒,將影響太空人的視力和呼吸能力。如果人類遭遇了猛烈的火星塵暴,很可能會喪生於此,在這種猛烈塵暴中,時速數百公裡的大風能將粉塵在大氣中盤旋數周時間。

為火星勘測者設計新型太空服是一個複雜而漫長的過程,可能需要幾年時間,美國宇航局太空衣設計工程師喬伊·科斯莫(Joe Kosmo)稱,與以往太空任務中的太空人不同,造訪火星的太空人可能會在那裡生活、工作幾年時間,因此儘可能避免穿著笨重的太空衣,即使在火星低重力環境下,太空衣的重量仍會超過45公斤,而且太空人穿著笨重的太空衣很快會筋疲力盡。美國宇航局菲爾·韋斯特(Phil West)稱,理想的太空衣重量較輕,太空人能夠適應並穿著很長時間,我們知道如何製造適合火星環境的太空衣,但沒有任何一套設計方案能有效地操作,像這樣的太空衣必須有靈活的連接部件和易於更換的配件,它的重量會很輕,大概13-18公斤,具有很強的耐用性,可供太空人完成幾十項任務。

科斯莫說:「儘管當前還未設計出這種火星太空衣,但是相應的技術和材料確定存在,當前存在的問題是太空衣在穿著時如何發揮效力,第一批登陸火星的太空人會像地質學家一樣行事,他們將努力尋找生命和水的相關證據,他們會四處探索,實地觀察巖石和鑽取樣本,他們需要一套非常結實的太空衣,目前美國宇航局正在測試幾個不同模型,在達到所有必備條件之前,是不會派遣人類登陸火星。」

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