宇航员与科学家解读太空生活为何几乎不可能

B站影视 港台电影 2025-10-23 04:39 2

摘要:亿万富翁们让人觉得,我们已拥有在月球和火星定居所需的全部技术。但在太空生活,最难的是让人体适应地外环境。《商业内幕》采访了宇航员和工程师,探讨太空居住的复杂难题。流行歌星在零重力环境中漂浮,亿万富翁畅谈在太空和火星建造城市,这看似为长期太空探索和居住铺平了道路

亿万富翁们让人觉得,我们已拥有在月球和火星定居所需的全部技术。但在太空生活,最难的是让人体适应地外环境。《商业内幕》采访了宇航员和工程师,探讨太空居住的复杂难题。流行歌星在零重力环境中漂浮,亿万富翁畅谈在太空和火星建造城市,这看似为长期太空探索和居住铺平了道路。然而,在太空生活,最困难的并非火箭和机器人,而是人类脆弱的身体。除非我们能解决这个问题或找到可行的应对方法,否则在地球之外生活仍将是天方夜谭。

在太空或其他星球生活,最大的问题之一就是未知。

目前,还没有人在太空停留超过14个月,进入过太空的人也只有757位,我们无法确定太空环境对人体会产生怎样的影响。

但就目前所知,太空生活对健康并不友好。

长期处于微重力环境,常见的副作用包括肌肉和骨骼流失、血压下降以及视力模糊。

虽然大部分症状在宇航员返回地球后会恢复正常,但太空辐射带来的一些影响,如患癌风险增加、白内障以及中枢神经系统损伤等,可能是永久性的。

很可能,人在太空停留的时间越长,健康状况就会越差。

即使是前往火星这样相对短暂的旅程,也需要两到三年时间,美国国家航空航天局宇航员弗兰克·卢比奥说:“我们没有足够多的数据样本,来了解这对人体生理机能会产生怎样的影响。”

卢比奥曾在国际空间站连续停留371天,创下美国纪录。他表示,自己在经历“大头鸟腿”综合征(宇航员用来形容体液在微重力环境下发生变化,导致面部肿胀、腿部变细的说法)后,花了六个月时间才恢复正常。

近地轨道很便捷,但这里空间垃圾已超过9000吨,发生灾难性碰撞的风险极高,可能导致轨道飞行器上的人员全部遇难。

月球距离较近,但没有可供呼吸的空气,几乎没有大气层阻挡致命的太空辐射,而且月球上的黑夜最长可达14个地球日。

火星的大气层比月球厚,但同样没有可供呼吸的空气,且存在有毒土壤和危害极大的沙尘暴。

美国自然历史博物馆天体物理学家迈克·沙拉表示:“地球与太阳系其他所有地方的最大区别,就是地球大气层中含有游离氧。”

他说:“所以我们可以轻松呼吸,但如果在其他任何星球上这样做,几乎会立即死亡。”

太阳系外可能存在其他与地球相似的行星,但以目前的技术,到达那里太过遥远。

沙拉说:“我们讨论的是,到达太阳系外围需要几十年,至少也要十年。而到达最近的恒星,则需要1000年、2000年甚至10000年,这根本不现实。”

全球多家公司都在探索如何在太空、月球和火星建造宜居建筑群。

例如,蓝色起源公司和美国国家航空航天局计划在月球上3D打印建筑,并从月球土壤中提取氧气。

与此同时,太空探索技术公司(SpaceX)计划将火星大气转化为甲烷燃料,为殖民地和返回地球的火箭提供动力。

航天工程师将这种技术称为ISRU,即“原位资源利用”。

然而,目前还没有人能证明ISRU技术在实际场景中可大规模应用。

米格尔·古雷亚是一名研究生,他在2022年为火星协会发表了一篇论文,阐述了太空探索技术公司火星任务计划的薄弱环节。他表示:“这些问题并非无法解决,之所以尚未解决,是因为还没有人尝试过。”

包括杰夫·贝佐斯在内的部分太空爱好者认为,最佳选择不是月球或火星,而是在太空深处建造大型旋转式居住地——这个想法早在20世纪70年代,就由粒子物理学家杰拉德·K·奥尼尔提出并完善。

这种结构可以通过离心力产生人工重力,但它将是人类历史上最宏大、最昂贵的建筑项目,可能需要几个世纪才能实现。

里克·塔姆林森是一名太空活动家,也是奥尼尔的前学生,他说:“奥尼尔博士的想法是,月球爱好者可以做他们的事,火星爱好者可以做他们的事。但如果想自由地往返地球,就需要在模拟重力环境中成长。”

国际空间站上的宇航员所吸收的辐射量,大约是地球上人类的100倍。

此外,一个人如果进行为期3.5年的火星往返旅行,所受到的辐射量相当于接受约16500次胸部X光检查——这足以引发癌症和其他长期健康问题。

而且,如果在错误的时间处于错误的位置,一次太阳耀斑就可能在几小时内导致全体船员死亡。

土壤是阻挡辐射的天然屏障,这也是许多防核避难所都建在地下的原因。

前美国国家航空航天局医疗官员詹姆斯·洛根博士表示,同理,月球或火星上的宇航员应该准备像“鼹鼠或蚯蚓一样”在地下生活,以避免辐射伤害。

洛根表示,要保护宇航员免受辐射伤害,可能需要摒弃修长的航天器设计。

那该用什么设计呢?答案是密度大的球形航天器,用尽可能多的物质将船员包围起来。

例如,有一些方案提出,将船员的生活区安置在球形液态水层的中心,液态水可以吸收大部分太空辐射,从而保护内部的船员。

即使我们能建造出安全的地外居住设施,种植食物维持生存也会是另一大难题。

宇航员在国际空间站上利用LED灯种植植物,但这些植物远不足以满足生存需求,他们仍需依赖从地球带去的食物——而在火星任务中,这种“奢侈”很可能无法实现。

虽然月球和火星都有土壤,但它们的土壤与地球土壤截然不同。

例如,火星土壤中含有多种有毒化合物,所以不能像马特·达蒙在电影中那样,简单地在火星上种土豆。

必须先对土壤进行处理:可能需要用珍贵的水冲洗土壤以去除有毒化合物,或消耗能量对土壤进行高温烘烤,亦或是利用基因工程细菌分解毒素——这些步骤都必须在播种前完成。

在太空中,血液不会流动,而是聚集成漂浮的液滴。

气雾剂麻醉剂无法使用,因为在微重力环境下,泄漏的气体会悬浮在空中,不会上升或沉降,即使是少量泄漏,也可能在空气供应系统中循环,导致全体船员意外被麻醉或身体受损。

即使是通过脊髓注射的麻醉剂,在没有重力的情况下,也可能无法正常流动。

而且在火星上,紧急信号需要20分钟才能传达到地球的任务控制中心。

这使得太空手术不仅风险极高,相关研究也严重不足。

《火星之城》的合著者凯利·韦纳斯密斯说:“大部分相关研究都是在模拟零重力的抛物线飞行中,用猪来进行实验。所以,要问我们何时才能更好地理解这个问题,答案就是——等猪能飞的时候(意指短期内难以实现)。”

20世纪90年代初,“生物圈2号”实验尝试验证人类能否在自给自足的封闭环境中生活。

这个实验设施建在亚利桑那州沙漠中央,拥有阳光、重力和备用空气供应,但最终还是出现了问题。

土壤中快速繁殖的微生物意外导致氧气含量下降、二氧化碳含量上升。

农作物歉收,船员还分成了对立的派系。

尽管他们最终在封闭的生态系统中坚持了两年,但过程十分艰难。

要知道,当时只有8个人。很难想象,如果有数千甚至数百万移民定居火星,会面临怎样的困境。

公平地说,自20世纪90年代以来,美国国家航空航天局开展了多项封闭生态实验,包括“夏威夷太空探索模拟与仿真项目”(HI-SEAS)和“火星表面封闭生态系统实验”(CHAPEA),这些实验并未出现“生物圈2号”那样的问题。

尽管国际空间站上进行过一些啮齿动物繁殖实验,但目前还没有哺乳动物能在轨道上成功怀孕。

而且,至少在官方记录中,还没有人类在太空中发生过性行为。

此外,尝试在地外星球组建家庭可能存在伦理问题,因为我们尚不清楚太空辐射会对发育中的胎儿产生何种影响。

《火星之城》的合著者扎克·韦纳斯密斯表示:“这就像有人想在切尔诺贝利核泄漏事故后,在那里进行人类怀孕实验‘看看会发生什么’一样,是不道德的——幸好没人真的这么做过。”

凯蒂·佩里、《星际迷航》演员威廉·夏特纳以及其他富豪,已经开始进行亚轨道太空观光旅行。

企业家尼克·哈利克也进行了类似的亚轨道太空飞行,还自掏3000万美元(按2025年10月汇率估算,约合人民币2.1亿元)加入俄罗斯的太空项目。

哈利克说:“我很乐意离开地球,放下一切,成为一名太空殖民者。”他还补充道,自己的人生目标是在月球或火星上行走。

然而,在太空舱里待10分钟,或是成为一名后备宇航员,与建造一个新的文明完全是两回事。

要实现后者,我们需要的远不止是在太空中拍几张鲜花自拍。

对于天文爱好者和未来的太空探索者来说,你认为在解决太空生活的众多难题中,哪一个问题最需要优先突破?如果未来有机会进行短期太空旅行,你会选择参与吗?

来源:悠悠趣闻一点号

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