火星,这颗神秘的星球历来是人们关注的焦点,火星一直被当作人们最有希望移民的星球,然而直到现在,人类的脚步最远仅仅停留在月球上,换句话说,我们依然局限在地球以及地球周边有限的环境中。虽然我们还没有把人送上火星,但将来我们也许能做到。与任何重大的人类探索一样,无论是攀登珠穆朗玛峰还是前往海洋的最深处,当我们把人类送上火星(并把他们带回家)时,都将面临许多障碍需要克服,因为登陆火星真的没有那么简单!
宇宙飞船
首先,建造一艘能够将宇航员安全送往火星的宇宙飞船是一个巨大的挑战。国际空间站(ISS)的宇航员可以得到食物、水和其他补给,因为它离地球很近。但是火星之旅要持续6到9个月,这取决于行星之间的相对位置。这就意味着航天器将需要自给自足,它必须携带旅行所需的所有必要物资,或者能够在船上生产。
飞船还需要为宇航员提供保护。在地球上,我们受到磁场的保护而不受太阳的照射,但在太空中,我们会暴露在太阳和宇宙辐射下,这些辐射会损害细胞,增加患癌症的风险。
宇航员的健康
人类火星任务最大的挑战之一是保持宇航员的健康。长时间呆在太空会使人体发生很多奇怪的事情。当我们进入太空的微重力环境,首先发生的是体液,在地球上由于由于重力作用,血液会被“拉”到脚,减少并向头部和胸部移动。但是在太空中,血液不会聚集在下面,会导致宇航员经历一种叫做“头重脚轻”的现象。
其他严重的影响包括骨骼和肌肉的变化。在太空中,骨骼密度以每月1%的速度下降,肌肉质量以每月3%的速度下降。这与地球上老年人在衰老过程中一整年流失的水平相当。
不过在太空中失去这么多的骨头和肌肉似乎不是什么大问题,因为“失重”状态意味着人类可以表现出明显的超人力量,比如宇航员自己将卫星移动到指定位置。然而,当重新进入重力环境比如地球时时,肌肉和骨骼的损失会降低身体机能,并大大增加骨折的几率。
目前,我们应对这些影响的最好办法就是锻炼。宇航员在国际空间站每天锻炼约2.5小时,包括心血管(骑自行车、跑步)和阻力或重量训练。然而,即使有这么多的锻炼,宇航员的健康状况在短短六个月里下降了25%,所以宇航员到达火星时很可能处于虚弱和脆弱的状态。
火星表面的威胁
一旦登上火星表面,宇航员们将再次暴露在重力下。但是火星上的重力只有0.38g(大约是地球的三分之一)。这意味着,在火星表面行走将比在地球上容易得多,但宇航员可能无法恢复旅途中失去的肌肉和骨骼。令人担忧的是,如果他们在火星表面待久了,很可能永远无法恢复原来的身体机能,那么他们可能无法回家,即便能回家,他们也会因为地球强大的重力而不堪重负。
因此,科学家们正在寻找在长期太空探索中保持宇航员健康的多种方法,包括火星任务。他们试图制造人造重力设备,这样宇航员就可以和他们一起适应地球环境。另一种可能性是振动平台,就像现在地球上使用的那些,在衰老过程中帮助骨骼和肌肉再生。
登陆火星即便是再多的金钱也无济于事,它牵扯到许多至关重要的因素。NASA已经宣布在本世纪30年代载人登陆火星,希望这个梦想能够在我们有生之年实现!
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