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探索太空旅行的五大风险与挑战

随着载人航天技术的不断突破,太空探索的魅力日益显现,令人心驰神往。最近,“绿航星际”项目的圆满成功,是否已激起你对未来太空旅行的憧憬?然而,宇宙的未知与凶险仍不容忽视。究竟哪些危险因素在威胁着宇航员的生命安全?《科学》杂志近日揭晓了星际旅行中可能遭遇的五大严重威胁。

011.太空旅行的健康威胁

1.1 ► 宇宙辐射的危险

通往新世界的旅程,虽然充满诱惑,却也危机四伏。其中,宇宙辐射便是宇航员面临的一大挑战。在穿越星际空间的过程中,微小的高能原子碎片和宇宙辐射无时无刻不在威胁着宇航员的生命安全。这些辐射不仅会损伤细胞和DNA,还可能导致脑细胞和其他细胞的不可逆转损伤。尽管单程宇宙辐射量低于致命或致病水平,但累积效应仍不容忽视。

近日,《科学通报》杂志上的一项啮齿类动物研究揭示,宇宙射线在前往其他行星的旅程中可能对宇航员造成长期脑损伤,引发痴呆、记忆减退、情绪低落和决策能力下降等问题。加州大学尔湾分校的辐射肿瘤学家Charles Limoli指出,对于可能花费两三年时间往返于火星与地球之间的宇航员来说,宇宙辐射的潜在损伤绝对不可小觑。然而,好消息是,包括Limoli在内的多个研究团队正在致力于开发能够保护细胞和DNA免受损伤的药物,同时也在探索能够抵御宇宙射线的其他方法。

宇宙辐射不仅对宇航员的身体健康构成威胁,还可能对他们的心理状态产生深远影响。这种影响不仅体现在焦虑、抑郁等情绪上,还可能影响宇航员的决策能力。此外,长时间在太空中的孤独生活也可能加剧这种心理影响。在深空航行中,宇航员可能因为小事而引发争执,甚至导致关系紧张。在NASA资助的一项长途太空飞行研究中,有宇航员表达了对这种情绪的深刻感受,他们渴望离开这个封闭的环境。而当宇航员身处更远的宇宙空间时,这种情绪问题可能会变得更加严重。尽管可以通过保持忙碌和严格的心理监测来缓解这些情绪,但潜在的暴力问题仍然不容忽视。

1.2 ► 微重力导致的生理问题

在太空视频中,宇航员们玩转浮动水泡、轻松空翻,似乎微重力为他们的生活增添了无限乐趣。然而,太空中的生活远比这更为复杂。由于重力缺失,宇航员们面临着骨骼和肌肉的退化问题,这些问题甚至可能引发一系列严重的生理反应。

为了对抗肌肉流失,国际空间站的宇航员们每天需进行两小时的锻炼,但骨密度流失的问题却依然难以避免。微重力对肌体的影响不仅限于这些。许多宇航员在返回地球后都出现了视力模糊的症状,这可能与脊髓液增加压迫视神经和眼球有关。此外,科学家们还发现,太空中的宇航员脊柱肌肉显著萎缩,这可能是导致他们脊柱疼痛和椎间盘突出比例高于地球居民的原因之一。

面对这些挑战,研究人员提出了一种可能的解决方案——太空瑜伽。他们认为,这种锻炼方式或许能增加脊柱的活动度和强度,从而帮助宇航员们应对太空中的生理变化。不过,具体需要采用哪些瑜伽姿势,还有待进一步的研究和确定。

1.3 ► 太空中的微生物威胁

在太空中,饮食虽然变得别有一番乐趣,但微重力环境却给宇航员的肌肉带来了不小的挑战。为了防止在轨期间的肌肉流失,宇航员们每天必须进行长达两小时的锻炼。然而,即便如此,骨骼密度流失的问题依然不可避免。

此外,太空中的环境还为病原微生物的滋生提供了条件。尽管科学家们竭尽全力清除飞船上的微生物,但总有一些难以彻底清除。因此,宇航员们在太空中接触到这些潜在的病原生物体几乎成为了一种常态。

最近的研究发现,一种常见的空气传播人体侵入性真菌——烟曲霉菌,在国际空间站上的生长情况与地球上相似。这引发了科学家们的担忧,因为如果烟曲霉菌都能在太空中良好生存,那么许多其他致命病原体同样可能具备这样的能力。因此,科学家们迫切需要探索更有效的探测和清洁策略,以确保进入深空的宇航员能够免受地球病原体的困扰。

022.技术与人为风险

烟曲霉菌,这种在空气中常见的微生物,同样能在国际空间站上生存。它不仅威胁着太空中的宇航员,还可能对空间站的环境造成影响。此外,太空探索中的任何失误都可能带来严重后果。

虽然科幻小说《火星救援》中描绘的宇航员机智应对困境的情节令人称奇,但现实中,太空探索者面临的挑战更为严峻。历史上,挑战者号和哥伦比亚号航天飞机的失事,都提醒我们机械故障和人为失误可能带来的灾难性后果。

例如,挑战者号的O形环橡胶密封圈在冷环境中无法正常工作,导致航天飞机在空中解体;而哥伦比亚号则是在返回时,因分离自机体的绝缘泡沫塑料隔热层刺破飞船左翼前缘而解体。这些事故都强调了机械问题和人为因素在太空探索中的关键作用。

在长距离太空飞行中,神经紧绷和辐射影响可能导致宇航员面临焦虑、抑郁等情绪困扰,进而可能引发紧急情况,如紧急迫降、太空舱漏洞或饮用水供给问题等。因此,我们必须从过去的错误中汲取教训,努力减少太空中的危险,以确保未来太空探索的安全与成功。

中国北京航天飞行控制中心的技术人员正专注于飞行任务的控制工作,与宇航员紧密合作,共同致力于确保任务的圆满完成。

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