宇航員往返火星一次至少需要360天，如何保證他們的安全？

按照中美俄三大太空強國的計劃，本世紀内是一定會把宇航員送到火星上去的。火星離地球最近距離約為5500萬千米，最遠距離則超過4億千米。這樣遙遠的距離，對宇航技術提出了挑戰。因為按照美國國家宇航局的要求，發射一枚載人飛船到火星表面，至少需要180天的時間。有的專家認為需要250天左右。與此漫漫旅程相比較，地球上的航天器到達月球則隻需要3天。也就是說，即使按照最快時間來計算，到火星的時間也是到月球的60倍。

重型火箭

為了踏足火星，宇航員們在這至少180天裡面，吃喝拉撒都在一個空間不太大的太空船裡面。太空環境對人體的傷害，從上世紀五六十年代就開始了研究，目前已經有了一些結論。美國和俄羅斯率先做了一些醫學研究，論證了宇航員面臨太空失重環境時的身體損傷。主要的有：

1，骨質流失，骨骼密度的減小；2，肌肉萎縮；3，生育能力的下降；4，免疫能力的下降；視力的永久性損害（男性宇航員會出現眼球長期變形，需要佩戴老花眼鏡才能看清東西，女性的情況則要好一點，目前尚不清楚這種男女區别的生理原因）；5，心理狀态的不良反應，如抑郁症等；6，基因的改變。比如，美國宇航員斯科特.凱利曾經在國際太空站待了一年，他返回地球後，醫生對他的身體做了檢查，發現他的基因有7%出現了永久性改變，但遺憾的是主要傾向于負面的變化。

斯科特.凱利

想想吧，到火星至少要180天，返程又要180天，加起來就是360天即一整年。已經證實斯科特.凱利在太空微重力環境下生活一年即出現了基因改變，理論上執行火星任務的宇航員大抵也會出現這種健康上的負面情況。

為了克服這些不利因素，美國和俄羅斯國家航天部門都在積極研究。比如，美國國家航天局的内部，成立了一個由内科醫師、心理學家和精神病學家的醫療小組。

除了上述的不利因素，宇航員們還要面臨一個很直觀的困難，那就是如何抵禦來自銀河系深處的高能量輻射。有史以來看，人類完全脫離地球磁場保護，直接置身于外太空環境的機會不多，也僅有一次。那就是美國阿波羅任務期間。在當時，由于航天器的速度還沒有現今的快，宇航員在宇宙深空輻射中暴露了差不多12天。很幸運的是，這些宇航員後面經過身體檢查，并沒有出現太大的健康損傷。

美國宇航員執行阿波羅任務

國際空間站也好，我們國家的空間站也好，其實都被地球磁場所保護。包圍地球的磁場，其範圍向外延伸大約58000千米，叫做範艾倫輻射帶。範艾倫輻射帶，指在地球附近的近層宇宙空間中包圍着地球的高能粒子輻射帶，主要由地磁場中捕獲的高達幾兆電子伏的電子以及高達幾百兆電子伏的質子組成。範艾倫輻射帶分為内外兩層，内外層之間存在範艾倫帶縫，縫中輻射很少。這個範艾倫輻射帶，它将地球緊密地包裹在中間。空間站一般也就是在距離地球表面幾百千米的高空，完全被範艾倫輻射帶所保護。

範艾倫輻射帶

宇航員如果啟程去火星，不算逗留在火星表面上的時間，僅在路途上來回就得耗費至少一整年的時間。在這個旅途過程中，宇航員們是得不到範艾倫輻射帶保護的。

那麼，宇宙中有哪些輻射會對宇航員的身體産生威脅呢？太空中有兩種輻射。一種是來自于太陽的輻射。一種是來源于太陽系以外的輻射，也就是從銀河系深處傳來的輻射。僅來源于太陽的輻射就已經對人類造成大威脅。太陽輻射呈現出周期變化，每11年一個循環周期，爆發出來的“太陽風暴”主要通過增強的電磁輻射、高能帶電粒子流和等離子體雲等三種形式釋放，由于脫離了範艾倫輻射帶的保護，宇航員相當于承受在地面上高出幾百倍的射線輻射。

但來源于銀河系深處的輻射才是更加危險的，其威脅要遠遠超過太陽。天文學家把這種來自于太陽系以外的射線稱之為銀河宇宙射線。在銀河系的深處，包括靠近銀河系的銀心區域，有很多大質量恒星産生的熾熱星團。比如距離地球20000光年的南天星座之一的船底座，天文學家認為那是一個很強的宇宙輻射源。船底座中的亮星較多，其中最明亮的星是“老人星”。西方人稱它為Canopus，意思是“斯巴達國王梅納雷阿斯的船隻導航者”。恒星既然比較亮，說明它的能量比較高。這種射線攜帶的能量更強，其中的一些射線可以輕易穿透地球磁場，對人類的細胞組織會造成不可逆轉的傷害。比如，可能造成癌症、心血管疾病、肌肉骨骼和神經系統的損傷等等。據美國國家航天局的研究數據，往返一次火星，宇航員身體遭遇的輻射劑量大約是核電站或者核潛艇工作人員允許輻射劑量的15~20倍。核潛艇上的工作人員，他們的患癌幾率比普通人增加了3%。如果比他們受到的輻射量大15~20倍，對人類身體的危害性可想而知。

船底座星雲

想要順利、平安地完成火星任務，就要想方設法采取某些措施，好抵禦這些來源于恒星的強輻射，保證宇航員們的身體健康。那麼，我們目前有哪些相關的保護技術方案，或者未來可能實施的方案呢？關于這個問題，我在下篇文章再講。

作者：懷疑探索者

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