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NASA 如何为火星宇航员应对孤立和其他极端情况做准备

前往火星的旅程可能会非常孤独。从极端条件到通信障碍,以下是宇航员如何在精神上为前往火星做准备。

Sara Novak
作者Sara Novak
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图片来源:Gorodenkoff/Shutterstock

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火星距离地球的距离在 3300 万到 2.49 亿英里之间,具体取决于您出行的季节。这大约是两年的旅行时间。

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一旦到达那里,这颗红色星球上的条件将是严酷的,温度范围从约 -248 华氏度到 86 华氏度。仅仅是到达那里本身就是一个难以想象的壮举,但一旦宇航员完成徒步旅行,他们将面临繁重的工作量。

据 NASA 称,最早可能在 2030 年代就有前往火星的计划,届时可能需要这么长时间或更长的时间来为宇航员做好应对前方挑战的准备。

与地球的通信

关于为宇航员前往火星做准备,首先要考虑的问题之一是了解与地球通信的可能性。执行此行的宇航员将如何与 NASA 以及家乡的亲人通信?

根据 NASA 探索系统开发任务理事会火星计划办公室主任 Dayna Ise 的说法,我们无法改变 20 分钟的通信延迟,因为这是光速决定的,延迟将永远存在。

但当火星与地球在太阳系中处于相对位置时,还会出现更长的延迟,通信延迟可能长达两周。正如人们可能想象的那样,在紧急情况下试图与家乡通信时,这会变得难以承受。

“两周的通信中断期更令人担忧,”Ise 说。NASA 正在努力通过在火星轨道和太阳系不同距离点设置卫星来创建一个中继系统,以减少这种延迟。


阅读更多: 人类为何尚未到达火星?


为火星宇航员进行心理准备

除了通信,为宇航员做好应对孤立和可能缺乏通信的心理准备也是关键。

“纵观人类历史,一直存在异步通信,例如,早期探险家访问另一个大陆时,书信回家需要数周或数月。但这已不再是我们习惯的事情了,”Ise 说。“作为一个社会,我们一直习惯于同步通信。”

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为了测试和为这种生活方式做准备,NASA 设计了乘员健康与性能探索模拟器 (CHAPEA),以模拟位于德克萨斯州休斯顿 NASA 约翰逊中心的火星栖息地。

四名乘员在 CHAPEA 内部生活了一年多,以模仿生活状况。该模拟器配备了 1700 平方英尺的生活和工作空间,包括“私人乘员舱、厨房以及专门的医疗、娱乐、健身、工作和作物种植活动区域,以及一个技术工作区和两个浴室。”

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CHAPEA 的目标是研究孤立、环境压力、设备故障和工作量对乘员身心健康的影响。

研究人员还可以研究孤立对居住在南极的科学家们的影响,这些人长时间与亲人隔离,尤其是在北极冬季。

此外,NASA 还让乘员在国际空间站驻留了很长时间。事实上,宇航员 Peggy Whitson 创下了在太空停留时间最长的记录,长达 665 天,这可以让我们对人们在身心上会发生什么有很好的了解。宇航员 Frank Rubio 创下了最长太空飞行记录,为 371 天。

“其理念是,您将 CHAPEA、南极和国际空间站的经验教训整合起来,以获得更好的理解,直到您觉得自己真的准备好将人们送往火星,”Ise 说。

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阅读更多:漫长的火星航行可能会增加压力水平


月球探索为火星宇航员做准备

Artemis III 计划于 2025 年登陆月球南极。月球任务的一部分是通过Artemis 的南极基地营来研究长期太空居住可能是什么样子。希望这些知识中的大部分能转化为火星上的生活。例如,为了在月球上生活,乘员将不得不穿宇航服并在室内度过充足的时间。

虽然火星上的宇航服与月球上的宇航服不同,但这次月球着陆将有助于更好地理解长期穿着宇航服的生活。Ise 表示,NASA 目前正在进行火星宇航服的初步设计。

最大的区别之一是月球和火星的尘埃。月球的尘埃锋利,会割破宇航服,而火星的红色尘埃含有高氯酸盐等化学物质,是有毒的。此外,火星有大气层,而月球没有。在火星的情况下,它主要由二氧化碳、氮气和氩气组成。

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火星上的生活是火星上的,不是人类的,这意味着宇航员必须以一种难以理解的方式为生活的方方面面做好准备。这是一个全方位的挑战,从室内生活到在宇航服中进行的艰苦跋涉,再到孤立对心理健康的影响。尽管如此,我们正在越来越接近,而这颗红色星球似乎不再像以前那样陌生或“火星化”了。


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  • Sara Novak

    Sara Novak

    Sara Novak 是一位科学记者,也是《Discover Magazine》的特约撰稿人,她报道关于气候、心理健康和古生物学的最新科学研究。

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