1972年8月4日，太阳从其表面释放出一道炽热的能量鞭，并将其抛向行星。它伴随着一团沸腾的等离子体云，称为日冕物质抛射，它在半天多一点的时间内穿越了太阳和地球之间近1.5亿公里的距离——仍然是已知此类爆发的最快到达时间——短暂地用宇宙之火沐浴了我们的星球。
地球的保护性磁层坍塌并缩小了三分之二，强大的地磁电流在地球上 ripple。壮观的“北极光”延伸到西班牙，超载的电力线远至德克萨斯州都感到紧张。在北越海防南部海岸外，海洋翻腾，因为天体扰动过早引爆了大约二十几个美国海军水雷。这场地磁暴是记录史上最猛烈的太阳事件之一，肯定是太空时代最猛烈的。
“阿波罗 16 号”的宇航员从他们的月球之旅回家大约三个月了，“阿波罗 17 号”的宇航员仍在为他们 12 月的发射做准备。太阳爆发发生在倒数第二次和最后一次载人登月任务之间，这纯粹是偶然。如果任何一个机组人员在太阳风暴期间在太空，特别是如果他们正在穿越地球和月球之间“地月空间”区域中位于磁层之外的部分，他们将暴露于潜在致命剂量的辐射。
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1972年我们很幸运。就太空中的危险而言，这种幸运在整个人类的外太空探险中基本上一直持续着。迄今为止，唯一真正死在太空中的人类是“联盟 11 号”的三名宇航员，他们在航天器开始下降到地球时因硬件故障而窒息身亡。然而，尽管大多数估计似乎认为安全记录近乎完美，但今天，冒险回到近地轨道之外的前景似乎比阿波罗计划结束时更令人畏惧——更危险。与以往相比，我们掌握了更多关于我们家园之外环境的知识，但现在我们似乎更不愿意离开它。也许我们知道得太多了。
失败是一种选择
政治、金钱和联邦指令的不平衡都可以解释为什么自理查德·尼克松以来没有哪位总统将人类送回月球。然而，一些月球探索倡导者也感受到更多哲学方面的原因。我们比太空时代的任何时候都更了解我们在那里会发生什么。这次旅行值得吗？我们眼睁睁地看着自己的星球燃烧，我们目睹了我们太阳系巡游机器人的传感器记录下的几乎难以想象的美丽，我们想知道，为了探索地球以外的世界，人类的生命是否应该被置于危险之中。太空会杀死我们。任何敢于冒险穿越我们世界大气层上层的人，如果没有生命维持系统，都会痛苦地死去。即使有足够的生命维持，如果太阳在他们超出磁层保护罩的瞬间释放能量，仍然可能杀死太空旅行者。深空也可能杀死我们——即使是从远处：来自爆炸恒星和活跃星系的粒子和辐射到达我们附近时，会变成有害的宇宙射线，它们会撕裂 DNA 的缝隙，引发癌症和其他疾病。
后一种威胁的严重性现在才变得清晰起来。9月25日，一个与中国的嫦娥四号着陆器和玉兔二号月球车合作的国际科学家团队宣布月球不断遭受危险宇宙射线的轰击。“宇航员的新问题”，ExtremeTech 网站的标题部分写道。“月球上的辐射水平令人震惊地高”，一个名为 Interesting Engineering 的网站说。“新测量结果显示月球具有危险的辐射水平”，美联社写道。
圣母大学的月球科学家和太空探索倡导者克莱夫·尼尔自“阿波罗 17 号”宇航员于 48 年前离开以来，一直希望看到更多人在月球上。他怀疑，要实现这一目标，可能需要承认失败不仅是一种选择，而且是不可避免的。“正如我们在火箭测试中看到的那样，失败是学习很多东西的地方，”他说。“尽管你尽一切努力，你也不会消除所有风险。这是一个事实。”
今年早些时候，美国人在美国火箭上从美国领土发射升空，这是近十年来首次。重返月球还会远吗？根据特朗普政府的“阿耳忒弥斯”计划，美国国家航空航天局 (NASA) 正计划在 2024 年之前将第一位女性和下一位男性送往月球资源丰富的南极。这是一个漫长的过程：美国国家航空航天局及其依赖的承包商必须加快完成建造大型新型火箭和着陆器的艰巨任务。大多数专家认为，国会必须大幅增加资金才能使这成为可能，更不用说 11 月 3 日民主党人乔·拜登和卡马拉·哈里斯在美国总统大选中获胜所带来的不确定性了。然而，美国国家航空航天局局长吉姆·布里登斯廷表示，他很乐观。越来越多的月球科学家和私营公司正在像“阿耳忒弥斯”计划将会发生一样运作，即使该项目面临的无数挑战的真实范围变得清晰起来。
约翰·霍普金斯大学应用物理实验室 (APL) 的空间物理学家达娜·赫尔利说：“每个人都长期以来一直希望在各自的领域取得进展。现在似乎有一个真正明确的方向和目标，每个人都充满动力并共同努力。”
人们正在共同努力，让人类能够在“外星”生活和工作，正如尼尔喜欢说的那样。保护他们免受辐射必须是首要目标。但是，这将如何运作，以及实际需要什么级别的保护，这将是太空机构——以及宇航员自己——需要考虑的问题。
长期担任美国国家航空航天局历史学家的罗杰·劳纽斯说：“任何在美国国家航空航天局工作的人都会说，‘首先，也是最重要的，我们必须保护参与人员、宇航员的安全，其他一切都是次要的。’ 并且应该如此。” “没有人不同意这一点。问题是‘为了确保安全，什么是必要的？’ 这始终是一件难事。”
放射性月球
德国基尔大学的罗伯特·F·维默-施魏因格鲁伯说，在月球表面的宇航员将面临比我们在地球上经历的辐射高 200 到 1,000 倍的辐射，他是新的嫦娥四号研究的共同负责人。这大约是国际空间站 (ISS) 辐射水平的 2.5 倍。地球厚厚的大气层和强大的磁场保护着我们。然而，月球没有空气，而且其磁场非常微弱，因此它没有屏蔽。宇宙射线主要以中子的形式存在，中子很大且很重（就亚原子粒子而言）。它们可以产生次级粒子，造成自身的损害，很像母球散射一堆摆放好的台球。
APL 的太阳物理学家乔治·何说，具有讽刺意味的是，太阳在一定程度上起到了保护作用。当我们的恒星处于其 11 年周期的活跃阶段时，它会释放出更多的辐射，就像 1972 年那场讨厌的风暴一样。这些有害的射出物可以在一定程度上保护地球和其他行星，方法是偏转一部分入射的宇宙射线。何补充说，嫦娥四号任务最近进行的测量是在太阳活动非常平静的阶段进行的。
何说：“自从阿波罗时代以来，我们做得好多了。我们现在持续地观察太阳。” “我们可以预测并说，‘嘿，未来七天对进行舱外活动 [extravehicular activities] 的人来说将是不利的。’ 对于太阳粒子事件，几毫米的铝可以屏蔽这些。”
由于银河宇宙射线可以穿透如此薄的屏蔽层，因此比普通的太阳粒子更危险。铅等防辐射材料几乎没有帮助，因为它仍然会产生同样危险的次级粒子。
许多科学家预计，月球访客，尤其是最初的几批宇航员，只会停留几天，最多几周。如此短暂的停留的累积辐射剂量是可以控制的。然而，长期前哨站，例如多个太空计划设想的月球基地和绕月空间站，将需要一个计划。月球科学家有很多想法，但像尼尔这样的倡导者表示，只有当国家合作而不是竞争时，这些想法才能实现。
地下掩体和“春季滑雪者”宇航服
月球表面高辐射水平最明显的解决方案是避免在那里居住。维默-施魏因格鲁伯说，地下栖息地可以保护月球居民免受许多有害粒子的侵害。他说，月球访客应计划在地面下至少 80 厘米（约 2.5 英尺）处建造栖息地。为此，他们将需要带上推土机——或者至少是带有前端装载附件的强力月球车。
行星科学研究所的物理学家瑞安·沃特金斯想象人们住在熔岩管内，熔岩管是古代岩浆流留下的空心沉积物。“这有点像双重保护，因为它不仅可以保护你免受辐射，还可以保护你免受微陨石撞击，”她说。
英国开放大学的物理学家林成宇发表了一项研究，描述了如何使用微波烧结月球风化层。这项工作提出了未来月球居民可以像古代苏美尔人那样生产建筑材料的可能性：通过将泥土烘烤成砖块。
在麻省理工学院，航空研究员达娃·纽曼和她的研究生科迪·佩奇正在研究用新型先进材料制造未来的宇航服。佩奇说，聚乙烯——基本塑料——被证明是一种出色的辐射屏蔽材料，因为它充满了氢，氢可以吸收宇宙射线中的重中子。未来的宇航服可以通过结合气凝胶、碳纳米管、硼纳米管和硼屏蔽进一步提高其防护能力，她补充道。硼 10 特别有用：由于中子在其原子核内的排列方式，该物质的宇宙射线阻挡能力比氢高出约四个数量级。
纽曼说，未来的宇航服必须轻便、易于移动，并且在保护宇航员免受微陨石和辐射等危害方面做得更好。目前的普通宇航服重约 300 磅（136 公斤），她希望将其降至 90 磅（41 公斤）。
纽曼说：“如果你穿着加压气体的笨重外壳，你就会浪费大部分能量。” 下一件宇航服可能看起来更像潜水服，并且更贴身。宇航员可以像春季滑雪者一样穿多层衣服，并在条件需要时穿上防辐射外套。宇航服还可以在最需要的地方增加屏蔽，覆盖重要器官，但让四肢更多地暴露在外。
增肌小鼠和霰弹风化层
宇航员在月球上将面临三个主要的危险来源：辐射、重力降低和风化层。辐射是最近才引起关注的问题，但重力降低也是一种众所周知的健康危害。即使通过严格的锻炼来抵消，宇航员在国际空间站的微重力环境中长期停留期间仍然会失去肌肉质量和骨密度。月球的重力更大——约为地球的六分之一——但长期访客仍然会经历一些低重力的有害影响。
康涅狄格大学的遗传学家李世真正试图解决其中一些问题。经过 10 多年的努力，他得以在去年 12 月将一组小鼠送往国际空间站。其中一些动物经过基因改造，缺乏一种抑制肌肉生长的基因，一些动物接受了以类似方式起作用的实验性药物治疗，另一些动物则充当未改造的对照组。李发现，与未治疗的小鼠相比，经过改造和治疗的小鼠不仅在太空中保持了肌肉质量，甚至增加了肌肉，并且骨密度更高。
尽管基于这项研究的药物离人类还很遥远，但这项工作表明，宇航员可能有一天能够服用药物来预防重力降低带来的最严重的健康影响。
抑制肌肉生长的基因产生一种名为肌肉生长抑制素的蛋白质，它通常用于平衡肌肉质量和脂肪。一种使两者保持平衡的分子将有利于试图保持足够的肌肉来捕猎或逃跑的动物，同时防止它们过度积累，因为过度积累的维护成本更高。
李在谈到这种分子时说：“对于人类来说，我认为这是一种进化残余。” “我们真的不再需要处理这个问题了。我们都有冰箱；我们住在有电的房子里；我们不必逃离捕食者。这就是为什么我认为这个特殊的系统对药物如此有吸引力。”
即使宇航员可以避免辐射暴露和肌肉退化，月球表面的土壤——称为风化层——本身也构成了另一个棘手的问题。月尘由锯齿状的微小岩石碎片组成，就像一种更具磨蚀性和刺激性的滑石粉：它会进入所有东西，从宇航员的肺部到微小的机器零件和结构缝隙。当航天器着陆或发射时，它也会四处飞扬，将着陆区变成一个霰弹枪轰击过的磨砂垫，沃特金斯指出。
“当您开始在同一区域降落多艘航天器时，更大的担忧就出现了。您真的必须担心您降落的距离，因为灰尘会影响到那里，”她说。“想象一下它以每秒 1 公里的速度飞行。它会造成一些损坏，因此找出减轻损坏的方法是目前关注的一个重要领域。”
杀不死你的东西会让你更强大
像许多热情的月球科学家一样，麻省理工学院的纽曼指出，下一波太空探索是一种软外交形式。她说：“这关乎世界共同合作的潜力。”
像许多其他人一样，劳纽斯将月球视为类似于南极洲，南极洲包含多个国际科学站。那里难以到达且危险，但人们一直在这样做，小队人员轮流进出。“我们可以去月球露营旅行，”他说。“我们可以上去待几天；带上你需要的一切。没有任何理由认为我们没有能力建立一个月球基地并在那里停留一段时间。但问题是：从根本上说，人类进入太空是为了成为多行星物种。如果这不是原因，那我们为什么要这样做？一旦你这样做，我们谈论的就不仅仅是一个月球研究站了。”
劳纽斯说，以实际术语谈论如此宏大的想法是很困难的。现在，当多个国家计划建立月球基地和空间站时，实用性正在抬头。太空旅行比以往任何时候都更有可能，我们对它的了解也比以往任何时候都多，因此危险比过去更加清晰和现实。更重要的是，劳纽斯认为，与阿波罗时代相比，美国现在更厌恶风险。
他说：“我们都进行这种风险计算。” “如果我站在街角等待过马路，我看到一辆汽车在 100 码 [91 米] 外，我可能会决定我可以过去。但旁边的人可能不会。这是一个可以理解的问题，而且因人而异。美国国家航空航天局很谨慎，因为他们曾遇到过一些非常危险的情况，并且发生过一些事故，导致宇航员丧生。但我认为作为一个社会，我们现在可能有点更厌恶风险。”
该航天机构也是一艘巨轮，由纳税人提供动力，由政治引导。自 1970 年代以来，太空探索倡导者已经看到月球返回计划多次宣布、炒作、计划然后取消。数十年的不确定性是 一些科学家如此渴望与私营部门合作的原因之一——反之亦然。沃特金斯在亚马逊创始人杰夫·贝佐斯的太空探索公司蓝色起源的科学顾问小组任职，她说该公司渴望与科学家合作，以决定在哪里着陆以及携带哪种实验设备。对股东或少数所有者负责的私营公司可能比对众多人负责的政府机构具有不同的风险承受能力。
虽然一些探索倡导者认为美国国家航空航天局需要有更大的梦想或消除繁文缛节，但许多科学家表示，仅仅意识到太空会杀死我们并不是问题所在。杀不死你的东西会让你更强大。
沃特金斯在谈到美国国家航空航天局计划将人类送上月球的“阿耳忒弥斯”任务时说：“并不是人们没有远大的梦想。将宇航员送往月球南极是一个伟大的梦想。” “我们只是掌握了更多知识，这绝不是一件坏事。我们知道得更多，这意味着我们也可以做好更好的准备。”