載人深空任務,輻射是最大障礙

輻射風險目前將太空旅行限制在約一年左右,火星觸手可及,但許多其他地點無法到達

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專家表示,地球軌道以外的高輻射水平是對人類探索深空目的地最大的挑戰。

研究人員表示,以目前的航天器技術,宇航員最多可以在深空中巡航一年左右,才會累積危險的高輻射劑量。因此,目前許多引人入勝的太陽系目標對人類的探索仍然遙不可及。

美國宇航局深空棲息地專案經理艾爾文·德魯週三(12月19日)在該機構的未來太空行動工作組的演講中說:“在銀河宇宙輻射方面,存在一個相當於1馬赫(音障)的障礙。”


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曾執行過兩次太空梭任務的宇航員德魯補充說:“在我們解決這個問題之前,我們在太空旅行方面仍然處於木製船帆的時代。除非我們達到蒸汽機和鐵船的水平,否則我們可能在能走多遠方面受到很大限制。”[人類太空飛行的未來願景]

一年限制

地球不斷地受到銀河宇宙射線的轟擊,這些射線是由遙遠的恆星爆炸和其他戲劇性事件拋入太空的快速移動的帶電粒子。

地球的大氣層和磁場會偏轉大部分這些亞原子破壞球,因此我們在地球表面的人們不會太擔心它們。

但是對於在太空中巡航的宇航員來說——尤其是深空,在地球保護性磁層之外——情況就不同了。他們只能在有限的時間內忍受這種輻射,之後癌症等嚴重問題就會開始出現。

德魯說:“除非我們有新技術或新方法來緩解癌症引起的死亡,否則我們將被限制在太空中大約一年。”

太陽也會定期噴射出可能損害人體組織的粒子,研究人員目前正在研究如何保護宇航員免受此類太陽爆發的影響。但德魯說,無論他們設計出什麼措施,對於能量高得多的宇宙射線來說,可能都不會非常有效。

德魯說:“銀河宇宙輻射就像低射速的槍擊,它不會經常擊中你,但是一旦擊中你,就會造成很大的損害。這就是為什麼我們需要出去,弄清楚如何保護自己免受來自我們銀河系核心的這些高能量、有點巨大的亞原子粒子的侵害。”

火星任務仍然有可能

一年的太空飛行上限仍然允許載人任務前往一些引人入勝的目的地,例如火星。

事實上,美國宇航局的“好奇號”探測器(於今年 8 月登陸這顆紅色星球)收集的資料表明,宇航員可以承受六個月的 outbound 飛行,在火星表面停留 600 天,以及六個月的返程,而不會累積令人擔憂的高輻射劑量。

這對美國宇航局來說是個好訊息,該機構正致力於在 2025 年之前將宇航員送往近地小行星,然後在 2030 年代中期送往火星附近。這項準備工作的一部分包括研究長期太空飛行的心理和生理影響,該機構將在 2015 年開始的一年任務中在國際空間站上進行調查。(宇航員在軌道實驗室上的標準停留時間為六個月。)

但是,如果人類想走得更遠——例如,到達木星的海洋衛星歐羅巴——那麼幾乎肯定需要改進航天器遮蔽和/或推進系統。

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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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