载人登火星在太空飞行几个月后,宇航员将很

2023/4/29 来源:不详

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在未来的十年,即年左右,美国和中国都打算首次尝试将宇航员送上火星。未来的载人登陆火星任务虽然激动人心,但无疑将带来许多难以想象的挑战,科学家们将会面临很多技术性问题。单程火星之旅会耗时6至7个月时间,而一个往返则需要近两年,储备足够的食物和生活用水首先是必需的。但是,宇航员的健康和安全所面临的最大威胁其实来自于空间环境,因为在数个月的太空中旅行,他们将身处微重力环境并暴露在宇宙辐射之中。太空医学专家担心,在暴露于微重力几个月后,当他们降落在火星地表时,宇航员们将会发现他们很难适应火星重力。

这些担忧并非杞人忧天。来自澳大利亚国立大学(ANU)的一组太空医学专家开发了一个数学模型,以预测宇航员是否可以安全前往火星并在抵达火星后顺利履行职责。这个模型非常具有价值,可能与宇航员登上火星之前需要进行的所有其他准备工作一样非常有价值。这个模型还可用于评估短期太空任务和长期太空任务对宇航员所造成的影响,为宇航员在未来远远超出低地球轨道和地月系统的太空旅行提供帮助。

根据该数学模型的研究数据,未来的火星任务将给宇航员带来多方面的潜在危险,其中最大的威胁就是宇航员在微重力下花费的时间太长,再加上来自太阳和宇宙的有害辐射,两者叠加将导致宇航员的身体发生根本性变化。根据在国际空间站(ISS)上进行的深度研究,已知微重力会导致肌肉和骨骼密度的损失,并影响器官功能,如视力和心肺系统——心脏及其通过身体动脉系统和静脉泵送血液的能力。

我们知道,到达火星大约需要六到七个月的时间,长时间的失重可能会导致血管结构和心脏跳动强度的变化。参与该研究的艾玛·塔克(EmmaTucker)博士是一位天体物理学家和太空医学专家,他补充说,长时间暴露于失重状态会使心脏懒惰,因为心脏不必努力克服重力并将血液泵送到全身。另外,在地球上时,重力会将液体拉到我们身体的下半部分,但在太空时,由于失重,身体中的液体会移动到宇航员身体的上半部分,这触发了一种身体机能反应,诱使身体认为有太多的液体。结果,宇航员会频繁去洗手间,以排出多余的液体,宇航员也不会觉得口渴,所以就不想喝水,最终会导致宇航员在太空中脱水。

我们知道,由于太空重力环境与地球重力环境有很大的差异,从空间站返回的宇航员在再次踏上地球时有时会晕倒,然后必须坐在轮椅上运输。宇航员在太空中停留的时间越长,他们返回地球时就越有可能瘫软,重新适应地球引力的过程就越困难。而在未来的火星任务中,这种重力环境的变化对宇航员所造成的威胁将远远大于宇航员返回地球时的威胁,这是因为地球和火星之间通信的延迟给处理这种威胁带来了额外的复杂性。

根据太阳,地球和火星的排列,地球和火星之间的通信延迟可能持续长达20分钟,这就意味着,宇航员必须能够在没有任务控制人员和支持团队(包括医疗紧急救助)的即时协助的情况下,独立处理紧急情况并完成任务。如果宇航员在离开宇宙飞船踏上火星地表时晕倒,或者出现其他未知的医疗紧急情况,火星上将没有人能帮助他们,他们必须能够在关键的最初几分钟内,以最少的支持而获得有效的自救。

目前的研究数据都来自接受过专业训练且身体素质极佳的宇航员,但研究人员希望扩大研究范围,他们的目标是创建一个更大的更精确的模型,可以模拟一个最普通的人在长时间的太空旅行中会发生什么。如果未来的地球不再适合人类生存,人类必将大规模移民火星,很显然这项研究将是至关重要的。

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