从地球一路“睡到”火星 “冬眠”技巧或颠覆未来太空旅行

  从地球一路“睡到”火星
  “冬眠”技巧或颠覆未来太空旅行

从地球一路“睡到”火星 “冬眠”技能或颠覆未来太空旅行

  冬眠居住模块与传统居住模块对比图。

从地球一路“睡到”火星 “冬眠”技能或颠覆未来太空旅行

  冬眠居住模块草图(1是宇航员冬眠宿舍,2是体能培训间,3是卫生间和废物间,4是餐厅和蕴藏间等)。(来源ESA)

  今日视点

  在科幻电影《流荡地球》中,领航员空间站中的宇航员们可以在危机时辰休眠。其实,这并非只是一个幻想,而是全球宇航员的真实欲望,从登上飞船就倒头大睡,一醒悟来已到达目标地,太空旅行就像乘坐高铁软卧那样“夕发朝至”,岂不美哉!

  但是,怎么才能使宇航员在健康情态下长期熟睡?要是人类能像熊一致冬眠几个月,这一课题就迎刃而解了。事例上,美国国家航空航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)都在研讨节制宇航员“冬眠”的载人深空探测技巧。

  日前,ESA就提出了一个从地球一路“睡到”火星的载人探测概念。那么,宇航员冬眠究竟有什么益处?又面对哪些困顿呢?

  冬眠技巧有助于破解深空探测难题

  众所周知,深空探测飞行距离远,空儿动辄数月甚至以年计,宇航员面对长期宇宙辐射、肌肉流失、旅途寂寞等身心健康课题,而飞行中的食物、饮水、氧气等大量的物质损耗也将昭著增添任意成本。这些都是局限人类将脚印迈向深空的未解难题。

  近年来,,科学家们发现,宁可研讨更进步的火箭和飞船,不如经过让宇航员冬眠,使上述难题“消于无形”。

  首先须要澄清的是,冬眠不是冷冻,只是经过恰当下降体温,使宇航员的新陈代谢变得“迟钝”,这带来的第一个益处就是物质损耗减少。同时,冬眠的宇航员不须要太大的活动空间,整体航天器的体积和质量可以大幅度减小,辐射防护的技巧难度昭著下降,节省整体任意的能源损耗、成本投入。更主要的是,冬眠能够打消宇航员实行任意中的紧急感和孤独感,而且冬眠的宇航员几乎不会消逝肌肉流失。

  将冬眠技巧用于载人探测火星任意

  欧洲航天局(ESA)认为“可控的冬眠是载人太空飞行中一种改变游玩规则的技巧”,并且成立了专门从事相干研讨的“专题小组”,指望使其成为现实。日前,专题小组研讨了将冬眠技巧用于载人探测火星任意的可行方案,设计了初步的航天器冬眠居住模块草图。研讨发现,经过宇航员冬眠,航天器的质量可以减少三分之一。

  根据ESA提出的方案,和有冬眠习惯的动物相似,宇航员在进入冬眠前要先“增脂”以储存能量。以后经过服用一种特别药物进入“麻醉”的冬眠情态,随之舱室的亮度变暗、温度大幅度下降以将宇航员身体“冷却”。著名状况下,从地球到火星须要飞行180天左右,宇航员须要提前清醒,度过至少21天的疗养期。

  根据ESA公布的草图,整体冬眠居住模块为圆柱形,直径仅有5.9米,高度仅为5.33米,拥有性命保障、居住、蕴藏、工作等9个体系隔间,能够满意6名宇航员需求。要是不利用冬眠技巧,整体居住模块的直径和高度要达到8—9米,体积达到前者的3倍。

  宇航员冬眠面对多重技巧难题

  ESA指望能在未来20年实现载人冬眠火星探测。愿景虽好,但拦在路上的重重技巧妨碍却不可小觑。

  宇航员冬眠一个月、半年甚至一年后在太空中的某个地方醒来,确定会以为生疏、震惊和恐惧,心理影响须要打消。

  更症结的是,怎么保证冬眠技巧的安全性?既要千万保证宇航员准时醒来,又要防止冬眠对宇航员身体造成严重损坏。熊在冬眠时能够回收尿液和蛋白质,有的动物具有恒温唤醒功能,可以根据周围环境温度和心率周期来中止他们的冬眠情态。人类并没有天然冬眠习惯,怎样样解决这些课题还不得而知。

  同时,假使一切宇航员都将在很长一段空儿内损失行为能力,整体任意只能依赖航天器自主运行。在宇航员清醒前,航天器要保障自身千万安全,这须要人工智能等新兴技巧的深度嵌入,解决航天器自主故障检测、隔离、恢复等难题。

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