载人深空任务,辐射是最大障碍

辐射风险目前将太空旅行限制在约一年左右,火星触手可及,但许多其他地点无法到达

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专家表示,地球轨道以外的高辐射水平是对人类探索深空目的地最大的挑战。

研究人员表示,以目前的航天器技术,宇航员最多可以在深空中巡航一年左右,才会累积危险的高辐射剂量。因此,目前许多引人入胜的太阳系目标对人类的探索仍然遥不可及。

美国宇航局深空栖息地项目经理艾尔文·德鲁周三(12月19日)在该机构的未来太空行动工作组的演讲中说:“在银河宇宙辐射方面,存在一个相当于1马赫(音障)的障碍。”


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曾执行过两次航天飞机任务的宇航员德鲁补充说:“在我们解决这个问题之前,我们在太空旅行方面仍然处于木制船帆的时代。除非我们达到蒸汽机和铁船的水平,否则我们可能在能走多远方面受到很大限制。”[人类太空飞行的未来愿景]

一年限制

地球不断地受到银河宇宙射线的轰击,这些射线是由遥远的恒星爆炸和其他戏剧性事件抛入太空的快速移动的带电粒子。

地球的大气层和磁场会偏转大部分这些亚原子破坏球,因此我们在地球表面的人们不会太担心它们。

但是对于在太空中巡航的宇航员来说——尤其是深空,在地球保护性磁层之外——情况就不同了。他们只能在有限的时间内忍受这种辐射,之后癌症等严重问题就会开始出现。

德鲁说:“除非我们有新技术或新方法来缓解癌症引起的死亡,否则我们将被限制在太空中大约一年。”

太阳也会定期喷射出可能损害人体组织的粒子,研究人员目前正在研究如何保护宇航员免受此类太阳爆发的影响。但德鲁说,无论他们设计出什么措施,对于能量高得多的宇宙射线来说,可能都不会非常有效。

德鲁说:“银河宇宙辐射就像低射速的枪击,它不会经常击中你,但是一旦击中你,就会造成很大的损害。这就是为什么我们需要出去,弄清楚如何保护自己免受来自我们银河系核心的这些高能量、有点巨大的亚原子粒子的侵害。”

火星任务仍然有可能

一年的太空飞行上限仍然允许载人任务前往一些引人入胜的目的地,例如火星。

事实上,美国宇航局的“好奇号”探测器(于今年 8 月登陆这颗红色星球)收集的数据表明,宇航员可以承受六个月的 outbound 飞行,在火星表面停留 600 天,以及六个月的返程,而不会累积令人担忧的高辐射剂量。

这对美国宇航局来说是个好消息,该机构正致力于在 2025 年之前将宇航员送往近地小行星,然后在 2030 年代中期送往火星附近。这项准备工作的一部分包括研究长期太空飞行的心理和生理影响,该机构将在 2015 年开始的一年任务中在国际空间站上进行调查。(宇航员在轨道实验室上的标准停留时间为六个月。)

但是,如果人类想走得更远——例如,到达木星的海洋卫星欧罗巴——那么几乎肯定需要改进航天器屏蔽和/或推进系统。

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Mike Wall has been writing for Space.com since 2010. His book about the search for alien life, “Out There,” was published on Nov. 13, 2018. Before becoming a science writer, Michael worked as a herpetologist and wildlife biologist. He has a Ph.D. in evolutionary biology from the University of Sydney, Australia, a bachelor’s degree from the University of Arizona, and a graduate certificate in science writing from the University of California, Santa Cruz.

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