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作為太空生物,人類非常沒用。我們進化為高度適應站在地球質量行星上的恆定加速度。我們的身體不適應微重力。它會擾亂我們的迴圈系統,使我們浮腫,並擾亂我們的視力。我們的細胞也不太喜歡太空輻射環境的增加,特別是我們的神經元。總而言之,正如宇航員馬克和斯科特·凱利的具有里程碑意義的雙胞胎研究詳細表明的那樣,進入太空會導致一系列類似壓力的反應。其中許多反應深入到我們的基因組本身,以及我們的免疫系統和腸道微生物組。
對於任何長期的地球軌道存在,或到達火星或小行星目標等地來說,輻射都是一個特別令人擔憂的問題。在這些旅程中,來自太陽和宇宙粒子輻射的危害,與行星磁場提供一定保護的低地球軌道環境相比,顯著增加。
來自各種火星機器人任務和其他調查的資料顯示,在前往火星的途中,宇航員可能暴露在的平均輻射劑量約為地球上的700倍。例如,來自ExoMars微量氣體軌道器的資料表明,在典型的6個月火星旅程中,宇航員可能會接受約佔其在地球上一生輻射暴露的60%。
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找到可以保護人們的合適的防護措施是一項挑戰。任何太空任務都受到質量的限制。質量越大,所需的推進燃料就越多。但是輻射防護也是一個不要使事情變得更糟的問題。例如,當高能宇宙粒子撞擊物質時,它們會導致以中子等粒子的形式出現爆發式的較慢但具有破壞性的輻射。您可能受到原始宇宙輻射的保護,但透過試圖阻止它,您實際上使其將其能量直接傾倒到您身上,而不是直接穿過。
一個答案是讓一層防護層來抑制所有這些次級粒子的能量。要做到這一點,如果遮蔽材料中的原子核的質量與(例如)破壞性中子相似,實際上會有所幫助 - 在彈性核碰撞中吸收能量。這意味著氫含量高的材料,例如聚乙烯等有機化合物,應該效果更好。
但是,準確找出正確的成分組合是困難的,需要進行實驗。有趣的是,最有趣的途徑之一是使用鋰化合物。Schuy及其同事於2019年2月發表的一篇論文介紹了對氫化鋰(LiH)的研究結果。他們的發現是有希望的,有證據表明氫化鋰可以比聚乙烯短20%的距離衰減粒子輻射。
在太空中使用氫化鋰作為輻射遮蔽的想法並非全新;早在1970年代就討論過。它是一種令人不快的材料,極易與空氣中的水發生反應。但它也可能對正在開發的火星定居點很有用。氫化鋰可以作為製備氫化鋁鋰的起始化合物,氫化鋁鋰用作有機合成中的試劑。它還在與水反應時釋放氫氣。當然,鋰是現代電池技術以及許多其他工業過程中必不可少的成分。
氫化鋰遮蔽可能有助於您完好無損地到達火星,並在到達那裡時建立一個新興的社會。
