國際空間站是未來火星探索的跳板

為期一年的國際空間站軌道任務如何推進前往火星的深空之旅

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本週,NASA 宇航員斯科特·凱利和俄羅斯宇航員米哈伊爾·科爾尼延科將發射升空前往國際空間站(ISS),開始在軌道實驗室進行為期一年的任務,他們將在那裡進行研究,以測試人體如何在太空長期停留。他們的任務是 NASA 目前在國際空間站上開展的工作的一部分,旨在開發和測試一系列長期任務能力和健康風險緩解措施,這些措施正在推動我們朝著未來的火星任務前進。在國際空間站上持續進行的風險降低研究和測試為將宇航員送往紅色星球提供了最可行和最佳的途徑。

與《大眾科學》編輯在其評論文章“太空的浪費”中表達的觀點相反,國際空間站是實施探索性研究的最重要實驗室。此外,NASA 旨在保護宇航員探險家健康和福祉的風險降低策略已透過美國國家科學院的審查。隨著國際空間站一年任務的啟動,該機構正在採取重要舉措,開始將我們對國際空間站六個月任務的瞭解推斷到往返火星的旅程的要求。國際空間站一年任務以多種方式符合我們的整體風險緩解策略。


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首先,它為我們提供了一個初步機會,詳細檢查在更長時間的任務中暴露所產生的生理和心理影響。雖然我們擁有大量關於六個月任務期間類似影響的證據庫以供比較,但對兩名宇航員進行為期一年的研究將擴大我們規劃和執行更長時間的深空人類航行的能力,並提高成功率。由於空間生理學可能是一項複雜的事業,將國際空間站一年的人體資料推斷到 30 個月的火星往返行程將減少我們的不確定性。此外,將國際空間站上的斯科特·凱利的資料與他在地球上的同卵雙胞胎兄弟、前宇航員馬克·凱利的資料進行比較的意外機會,將讓我們首次探索基因表達可能如何因長期太空飛行而改變。這將為我們提供初步的見解,瞭解是否有可能使用新興的個性化精準醫療方法,以更有效的方式解決人類健康探索風險。

NASA 廣泛研究了國際空間站的替代方案,例如旋轉航天器,作為為長期太空探索任務提供人造重力的潛在解決方案。《大眾科學》的編輯贊同康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基在太空時代黎明前的 1903 年研究的旋轉航天器想法。但齊奧爾科夫斯基顯然沒有意識到人體前庭系統的複雜性,以及在旋轉環境中頭部運動的個體所經歷的交叉耦合角加速度可能造成的固有方向障礙和混亂。NASA 科學家們早已意識到這個潛在問題。人類是否能夠適應前庭功能障礙尚不確定,這需要與此類飛行器增加的工程複雜性一起解決,然後我們才能考慮承諾將旋轉航天器用於深空任務。我們從國際空間站六個月任務中獲得的經驗是,目前的對策可以保護大多數生理系統(骨骼、肌肉和心血管)免受太空失調的影響。鍛鍊對策對於心理健康也很重要,並且將成為任何長期太空任務的一部分,無論是否有人造重力,就像它是地球上健康生活方式的一部分一樣。目前的成本效益分析尚未達到採用旋轉航天器方法所需的水平。

國際空間站透過其長期載人任務能力和研究,已經在系統、技術和操作方面產生了關鍵知識,這些知識對於維護宇航員的健康至關重要,並引導未來的火星任務沿著最有效、最有效和風險最低的路徑前進。

William H. Gerstenmaier 是 NASA 人類探索與行動任務理事會副署長。

http://humanresearchroadmap.nasa.gov/

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