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“火星归来”可移民?

2016-08-31 15:44:55   

  当地时间28日,在“欢迎回到地球”的欢呼声中,来自美国、德国和法国的6位科学家踏出已呆了整整一年的圆顶屋,“回到了地球”。去年8月29日,他们踏进了这个位于夏威夷冒纳罗亚火山的圆顶屋,开启为期一年的“夏威夷太空探索模拟和仿真”试验项目,模拟在火星的生活。夏威夷冒纳罗亚火山被认为是最接近火星生存环境的地区之一,海拔2400多米,非常贫瘠,几乎寸草不生。

  试验组成员之一、法国科学家西普里安称,“在不远的未来,火星任务是可实现的,我认为,无论科技上还是身体上的阻碍,都可以被克服。”

  “火星任务可完成”当然指的是未来人类可以移民火星,但是,从现有的情况看,模拟火星生存后的科学家的评估还是过于乐观。即便不考虑其他因素,这个模拟火星生活一年的试验也并非是真正的火星环境,因为它缺少火星上的主要环境因素——— 辐射和其他因素。

  移民火星要经受的辐射有两种,一种是长期存在的低剂量银河系宇宙线(G C R ),另一种是有可能短期出现的太阳高能粒子(SE P),后者与耀斑及日冕物质抛射等太阳活动有关。

  银河系宇宙线是高能、高穿透性的粒子,这些高能粒子包括少量所谓的重离子,也即没有电子陪伴的原子核。重离子导致的生物伤害要比其他类型的粒子更严重。但典型的太阳高能粒子能量较低,意味着它们不及银河系宇宙线对人的伤害。

  遗憾的是,火星上的辐射主要是银河系宇宙线。研究发现,火星缺乏磁场(磁场为地球提供了另一个保护层),而且火星的大气只有地球大气厚度的1%,但是火星的大气还是拥有一个巨大的屏障来阻挡快速移动的危险宇宙粒子。

  2012年8月6日13:17,美国宇航局发射的好奇号火星车(探测器)飞行测量了火星表面的宇宙线辐射剂量,结果令人鼓舞,宇宙线辐射剂量只有行星际空间中的一半,约每年0 。28到0 。73西弗,这对人体来说是可以接受的。

  通俗地讲,人体暴露在这样的辐射剂量下36个月而不采取任何措施,患上严重辐射病的几率只有1%。这似乎为人类登上火星扫除了最主要的障碍。也因此,难怪从模拟火星环境归来的科学家会认为移民火星没有问题。

  但是,一个重要的问题被忽略了,即人们移民火星的路途上如何避免更为强大的辐射,主要也是宇宙线辐射。根据辐射评估探测器对火星车的太空舱内部的探测发现,就累计辐射剂量而言,前往火星的途中,人们相当于每五到六天接受一次全身CT扫描。当然,这样的辐射剂量不会立即致命,但是0 。66西弗的辐射已经超过了美国宇航局规定的辐射剂量的上限。长时间暴露在1西弗辐射环境中可使致命癌症发生率增加5%,美国宇航局对近地轨道宇航员的致命癌症概率风险控制在3%。

  对人类而言,如果火星之旅在一年以上,则可能因为太空辐射而引发癌症、中枢神经受损、白内障、不育症、长时间失重引发骨质疏松、肌肉萎缩、视力下降和极度孤独引发心理问题等。当然,这些问题随着科学的发展可能会得到解决,例如,提高航天推进系统的能力以缩短在太空旅行的时间,以及研制更能防止太空辐射的航天器,减少移民火星的太空旅行时间。但是,目前的技术只能研制抵御来自太阳高能粒子辐射的太空飞行器,却对银河系宇宙线难以阻挡,就算飞船的外壳用30厘米厚的铝板制成,也不会降低多少辐射剂量。

  另一方面,现在和未来的研究还必须彻底弄清到底火星上的辐射环境是否对人类无害,并且要解决在火星上生存的另一些大问题,如火星上白天和夜晚相当可怕的温差,在白天时赤道附近的温度为21摄氏度;但是由于大气层很薄,到了晚上温度会骤降到平均零下73摄氏度;同时,火星上还缺氧,火星上的大气层有约95%的二氧化碳,要让火星的大气含量中的氧和地球同步,可能需要花上1000年的时间。

  因此,即便可以移民火星,也将是时间遥远,道阻且长,并非2030年就可实现。不过,所有的困难也不会阻碍铁了心要探索和移民火星的人类。

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责任编辑:徐锋