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天空之光

计算载人火星任务的生存几率

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今年夏天俄罗斯舱段的发射标志着人类永久驻留国际空间站的一个关键里程碑,但许多太空爱好者更希望看到更宏伟、更遥远的载人任务计划得以加速。最近的发现表明火星地下存在水,以及木卫二冰层下存在海洋,这再次引发了行星学会和其他倡导团体恢复自1972年最后一次阿波罗登月以来失去的目标的呼吁:进行地球轨道以外的人类探索。

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但美国宇航局似乎致力于无人探测器,这可以规避远离陆地的生命支持难题。飞行外科医生强调,太空并非绝对安全之地。

在机器人和人类之间做出选择并非易事,但凭借我们数十年的经验,我们至少可以列出人类在地球以外面临的危险。(有时我们甚至可以为这些危险附加统计数据。航天飞机曾有过551次宇航员飞行,7人死亡,这意味着有七九分之一的几率无法幸存。)

这种风险评估的一部分来自于实践学习:例如,我们已经明确测量了长期在轨宇航员遭受的不可逆转的骨质流失。另一方面的洞察力来自于审视我们预测机械故障方面的无力,例如1971年导致三名“联盟11号”宇航员死亡的突然减压事故。

到目前为止,有一个事实脱颖而出——所有风险都随着我们远离地球的距离增加而增加。仅仅在我们的大气层之上,在轨道高度,原子之间的间隔就会引起各种各样的混乱。呼吸,当然,变得不可能,稀薄的大气允许高水平的辐射肆虐,更不用说将温度降低到零下250度。

更远的距离,太阳发出的亚原子粒子爆发会以每小时一百万英里的速度穿过没有防护的宇航员。而且每隔大约11年,在太阳活动周期增强期间,猛烈的日冕物质抛射会以正常速度的两倍将致命密集的原子碎片爆发推向探险者。

月球,第一个显而易见的停留地,几乎没有庇护所。在那里,十几位登月宇航员站在地表温度接近水的沸点的地方,并面临比地球轨道更强的太阳辐射。

火星也好不到哪里去。这颗红色行星的大气层氧气稀少,在地表压力极低,相当于我们在33,000英尺(商业喷气机的巡航高度)的压力。火星之外,情况不像人们曾经认为的那么黯淡。在“先驱者”号和“旅行者”号任务之前,科学家们认为宇航员穿过火星和木星之间的**小行星带**的几率比玩电子游戏“小行星”到达第十关的几率还要小。幸运的是,我们的无人探测器表明,该**小行星带**的碎片分布很稀疏。

然而,一旦安全通过,挑战就变得更加严峻。在飞船接近之前,木星的环境就已致命。这颗气态巨行星巨大而强大的磁场笼罩着它所有的卫星,仅从附近的卫星**木卫一**每秒就吸走一吨物质。迷人的**木卫二**可能因其可能性而吸引人,但正如希腊神话一样,它被可怕的神灵守护着。木星快速的自转、金属核心和巨大的质量创造了一个可怕的带电粒子环境,该环境捕获并维持着强烈的辐射。

在土星、天王星、海王星和冥王星之外,距离地球数十亿英里。在火箭中支持人类长达数十年才能到达如此遥远距离的后勤工作,简直让人难以置信。事实上,生命在太空中的脆弱性可能最好地体现在这样一个事实:尽管采取了非凡的预防措施,但有十几名宇航员在离地球仅几英里的地方丧生。

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有关行星探索的更多信息,请参阅nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/chronology.html

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