火星帶給人類的五大壓力!輻射、重力、孤立無援讓我們不知所措!

2021-01-15 遨遊世界科學

通往火星的道路充滿了危險!

美宇航局在前段時間曾宣布計劃在21世紀30年代將人類送上火星,這一偉大計劃的背後實則包含了危險重重的困難!但是美國宇航局正試圖在本世紀30年代將太空人送上火星之前降低各種風險!

五大壓力

來自美國宇航局的人類研究項目(HRP)的首席科學家珍妮弗·福格蒂表示,人類登陸火星是一項巨大的挑戰,HRP的任務主要是研究航天飛行對太空人的影響,並制定緩解策略。福格蒂說,該項目識別出五類「壓力源」,這些「壓力源」可以顯著影響人類的健康和在深空任務中的表現。它們是改變的重力場,太空的封閉環境,太空輻射,空間隔離,以及與地球的遙遠距離,或者說孤立無援。

而執行紅色星球任務的太空人將不得不同時長時間地與深空輻射、微重力的影響以及限制和隔離的壓力作鬥爭。畢竟,目前到達火星至少需要6個月的時間,而返回火星也需要同樣長的時間。船員們必須從生理上和心理上順利通過這一關。

目前來自HRP的科學家和世界各地的其他研究人員正試圖控制所有這些壓力源,他們在地球上進行實驗,並仔細監測國際空間站(ISS)太空人的心理和身體健康。這項工作的長期目標是幫助實現載人火星任務,美國宇航局希望在本世紀30年代末之前完成這一任務。事實上在幾年前,美國宇航局太空人斯科特·凱利和太空人米哈伊爾·科爾尼延科在國際空間站上呆了11個月,達到了通常停留時間的兩倍,以幫助研究人員評估非常長的太空任務的影響,比如火星往返之旅。

然而,要準確描述這樣一次航行將給太空人帶來的損失是很困難的。福格蒂說,這是因為航天飛行壓力源的累積效應可能是相加的,也可能是協同的,把所有的危險因素放在一個實驗環境中同時研究幾乎是不可能的。例如,科學家對地球上的實驗室動物進行輻射研究。但是將微重力加入到實驗中是不可行的。相反,在國際空間站可以研究微重力,但是無法提供深空輻射數據,因為它是在地球保護磁層內運行的。在軌道實驗室安裝輻射發射裝置似乎也不是個好主意。

最大的擔憂

但是總的來說,輻射是火星任務中最大的危險之一。高輻射暴露會增加太空人晚年患癌症的風險,而最近的一項研究表明,執行「紅色星球」任務的太空人可能會受到累積劑量的高劑量輻射,足以損害他們的中樞神經系統。研究發現,太空人的情緒、記憶力和學習能力可能因此受到影響。

福格蒂提到了另一個需要集中研究注意力的問題——航天飛行相關的神經-眼症候群(SANS),也稱為視覺障礙或顱內壓(VIIP)。SANS描述了太空飛行可能給太空人帶來的潛在的嚴重和長期的視力問題,比如由於液體移動增加了顱骨內的壓力。福格蒂說:「目前在近地軌道上的sans是可控的,但是我們對這個系統的了解還不足以預測它是否會像探測任務一樣保持這種狀態。所以,這是我們目前研究的最優先的生理領域之一。」

月球是一個試驗場

因此美國宇航局不打算直接去火星。該機構的目標是,到2024年,讓兩名太空人在月球南極附近著陸,然後在不久之後,在月球及其周圍建立長期、可持續的存在。NASA官員表示,這些活動的主要目的是學習將太空人送上火星所需的技能和技術。NASA將通過一個名為「阿爾特彌斯」(Artemis)的項目開展這些活動。

阿爾忒彌斯號基礎設施的關鍵部分之一是一個小型繞月空間站,名為「門戶」(Gateway),它將作為地面活動的中心。屆時無論是機器探測器還是載人飛船,都將從「門戶」號下降到月球表面,而在「門戶」號前哨上的太空人很可能也會從那裡操作漫遊者。

總之,月球才是目前的關鍵步驟!

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