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火星之旅的危險真相:長期輻射暴露對健康的深遠影響

當馬斯克忙於規劃火星城市時,專家們對人類太空探索的前景更為謹慎。實際上,要安全地讓人類探索火星,前往火星本身可能不是最困難的部分。多年來,國際空間站的研究表明,微重力對人體有多重影響,如視力問題和肌肉流失。然而,離開地球意味著不僅離開了重力,也離開了地球的保護屏障。我們才剛剛開始了解太空輻射對人類健康的多重影響。

太空輻射的來源與風險

太空輻射主要來自兩個來源:太陽活動(如太陽耀斑)和被稱為銀河宇宙射線的高能粒子。輻射生物學家兼輻射專家伊莉諾‧布萊克利(Eleanor Blakely)解釋說,「銀河宇宙射線來自即將死亡的恆星,這些輻射是當你在太空旅行時,空間中的一部分。」太空輻射對健康的風險眾多,但人們對這部分卻不甚了解。這些風險可能包括增加癌症風險、影響中樞神經系統、加速心臟病和白內障等退行性疾病,以及改變免疫系統。如何減輕這些影響將決定太空人是否能夠安全地探訪火星,或者這些健康風險是否會使人類登陸火星變得過於危險。

長期低劑量輻射的挑戰

太空探索的特別挑戰在於它涉及長期暴露於低劑量輻射,這與地球上的輻射暴露形式截然不同。輻射生物學家格雷格‧尼爾森(Greg Nelson)解釋說,大多數我們擁有的數據來自於伽馬射線和X 射線等輻射對健康的影響,它們會以「均勻噴灑」的方式損害身體。然而,銀河宇宙射線則是以直線穿過身體,集中在微觀尺度上,這種集中損害使得身體更難修復。

微重力與輻射的複合問題

太空探索面臨的另一個問題是,太空人不僅僅暴露在輻射下,他們還需應對微重力環境,專家們知道這會引發健康問題。微重力的明顯影響包括肌肉組織的流失,因為肌肉不再對抗重力工作。但研究表明,其他影響還是存在,例如大腦結構的改變。研究人員正開始探討微重力和輻射暴露如何相互作用,目前還不清楚這些效應是疊加的,還是會產生更嚴重的聯合作用。

前往火星的輻射風險與應對措施

NASA 的計算顯示,前往火星的較長任務可能會使太空人暴露於超過1希沃特的輻射,這超過了該機構對終身輻射暴露的可接受限值。最主要的輻射風險發生在太空旅行期間,而在火星表面,由於有一定的保護作用,輻射風險較低。一些技術如核推進技術可能會減少太空中的停留時間,但這本身也有風險。

輻射防護與挑戰

雖然有一些方法可以保護太空人免受輻射傷害,比如屏蔽,但這並不是一個簡單的解決方案。尼爾森指出,雖然鉛可以有效防護 X 射線和伽馬射線,但對於來自各個方向的帶電粒子,鉛並無法提供同樣的保護。

*本文開放合作夥伴轉載,資料來源:《The Verge》首圖來源:《Unsplash》