據美國《連線》雜誌報導,近日,專家在美國華盛頓舉行的一次討論會上指出,未來二十年可實現載人火星登陸任務。但是最新一項研究報告顯示,未來載人火星登陸任務最大的障礙是宇宙射線輻射。
報告指出,國際空間站女太空人工作18個月、男太空人工作24個月身體遭受的太空輻射已超過生命承受極限,對於未來的載人火星任務而言,漫長太空之旅將承受更長時間的深太空輻射。
飛向宇宙是人類一直以來的夢想。近期,《每日郵報》發文指出,我們的太空人在宇宙空間中暴露於射線對肌肉造成損害也許沒有想像的那麼大,但是,這種射線可能增強微重力對骨骼的影響。
來自美國維吉尼亞大學生物醫學工程學院系主任Henry J. Donahue教授介紹,過去懷疑在微重力條件下輻射會加劇肌肉和骨骼的丟失,但最新的一項研究認為事實並非如此。研究人員利用模擬空間發現證明輻射本身對肌肉的喪失沒有影響,然而確實放大了對骨骼的不良作用。
Donahue說,骨骼是一個動態的組織,如果讓它的壓力、承受力變大,它就會變得更加粗壯滿足這個需求;但是如果處於微重力條件下受力減少,你的身體就不會浪費時間和營養建築骨骼。
研究人員在類似微重力的條件下對老鼠進行試驗,把老鼠的行動控制住,並暴露於模擬的宇宙射線輻射中,可以看到微重力對骨骼和肌肉都有影響,但輻射本身卻沒有。輻射加上微重力放大了微重力對骨骼的負面影響,但不影響肌肉的丟失。也就是說,暴露於輻射本身不會影響骨骼,而是讓它對微重力的負面影響更加敏感。
微重力對骨骼和肌肉的影響類似於年齡的增長使身體可能出現種種狀況,由於醫學的發展讓人們越活越長,這些問題也逐漸受到人們的關注。我們知道老年人容易跌倒,容易骨折是個大問題。那麼通過研究微重力對骨骼肌肉的作用,也是解決年齡老化對其造成影響的一種新的思路。
微重力和輻射也可能帶來一些遺傳上的變化,NASA對Scott 和Mark Kelly這對雙胞胎的研究發現表明,我們的身體會對太空的環境立即作出反應,成千上萬的基因表達就像煙花一樣快速關掉消失。DNA發生神秘的突變這有可能逆轉我們的衰老過程。
在實驗中Scott在國際空間站住了340天,而雙胞胎Mark留在地球。端粒是染色體末端的「帽子」,隨著年齡的增長而縮短,是保護DNA免受損傷的關鍵,Scott的端粒(染色體末端的帽子)在太空中加長了,但是一旦回到地球又會再次縮短。NASA發現通過對比這對雙胞胎基因組,已經發現了數百種不同的基因突變,也就是在太空軌道上基因已經被激活。
太空環境還可能導致免疫系統的變化。一項俄羅斯的研究發現,航天飛行這種陌生的威脅導致免疫防禦系統全面啟動,人體的器官組織會出現顯著的變化。18名太空人飛行30天後回到地球,一周後研究人員採集血漿蛋白並通過質譜儀分析發現,某些蛋白質的濃度維持不變,有一些恢復正常,其他人恢復的會更慢一些。
也就是說,人體並沒有配備專門應對太空飛行的特異性免疫機制,因此需要打開所有的防禦系統。
宇宙射線是一種非常獨特的輻射,很難進行屏蔽。這項最新研究指出,太空人承受過多的宇宙射線輻射將形成癌症,對生命構成一定的威脅。
美國內華達大學輻射專家弗朗西斯-庫西諾塔(Francis Cucinotta)說:「宇宙射線離子導致的腫瘤比其它輻射線更具威脅。」
這則新聞並非完全糟糕,太陽活動周期某一時期,星系宇宙射線將顯著減少,目前,生物學家正在精確計算哪一種藥物可以降低宇宙射線對人體的損害,例如:抗氧化劑、阿司匹林等。但更重要的是,庫西諾塔和其他輻射研究專家建議美國宇航局收集關於太空人暴露太空環境潛在健康危機的更多數據。
我們在正確認識核輻射的基礎上,還應該了解和掌握一定的輻射防護知識。一是減少射線對人體的外照射,這主要通過控制照射時間、增大與輻射源間的距離、採用適當的屏蔽措施來實現;二是要盡力避免放射性物質進入體內形成內照射,內照射會對人體產生長期的危害,因此在輻射較高的場所,必須穿戴必要的防護護具,避免飲食;這兩點對於直接從事放射及輻射性行業的人員非常重要,同時也是普通民眾應對核事故時可以採取的有效措施。三是在日常生活中注意加強自身防護,例如,如無必要,儘量避免頻繁X光檢查,減少吸菸,遠離煤礦粉塵,家居裝修時要注意檢測大理石類地板是否放射性超標等。
面對核能利用的快速發展,特別是中國目前正在力促核能健康發展的情況下,我們需要正確地認識核輻射,在遠離核輻射危害的同時,用科學戰勝對核輻射的恐懼。