科學家認為太空生活會對人類身體機能產生不利影響,雖然返回地球的太空人竭盡全力對著攝像機微笑,但是他們一般都不能自主站立起來。可以想像一下,未來前往火星的太空人將會受到何種挑戰。前往火星之旅需要數個月時間,在此期間太空人需要經受住空間飛行對身體機能產生的影響,當他們降落火星表面時也將面臨無法正常行走的風險。
對此,美國宇航局生物學家沙美娜·巴塔查亞認為空間飛行將對太空人產生各種各樣的影響,比如骨密度的降低、肌肉萎縮和視力下降等,最新的實驗表明行星際以上級別的空間飛行甚至會威脅人體免疫系統。
在宇宙空間飛行途中,太空人很難維持良好的生理機能平衡,睡眠時間減少,心臟血管的血液供應量放緩,更不用說腸胃脹氣等問題了。除了這些問題外,太空人還將面對眩暈、睏乏無力等空間飛行病症。巴塔查亞的最新實驗和過去半個世紀科學家們進行研究顯示,空間疾病的誘導因素歸咎於太空的零重力環境。
由此看來,人類還沒進化出可以適應空間飛行的機體,科學家們也正在弄清楚失重會導致哪些不良病症。例如,歐洲空間局進行了一項研究,對志願者進行21天一系列的臥床休息實驗,與此同時,美國宇航局和俄羅斯空間機構也開展合作,在國際空間站上測試太空人失重導致生理機能下降的理論,探索如何改變運動和營養來降低空間疾病。
然而,如果人類前往火星、木星、土星或者其他天體衛星群,我們就應該找到解決空間疾病的途徑,其中一個方案就是美國宇航局在1970年代放棄的打造「人造重力環」計劃。
任何一種在太空中旋轉的環形結構都具有產生模擬重力環境的能力,研究人員羅斯將其命名為「偽重力效應」,通過太陽能聚焦產生的蒸汽動力帶動「補給碗」和「麵包」圍繞著中央軸線旋轉,這樣就可以產生向心力,模擬出重力環境。如果我們處於旋轉輪的內側,就可以察覺到與重力類似的效果。
我們可以通過設定旋轉輪的大小和旋轉速度來模擬出所需要的重力場值。眾所周知,當旋轉輪更大、旋轉速度更快時,產生的重力效果就越加明顯。在2001年的一部電影中,太空人在環形飛船中慢跑,這個就是人造重力場的情景。