多年來(lái)，太空旅行取得了非凡的進(jìn)展。1969年7月，人類第一次在月球上行走，而現(xiàn)在，僅僅50年后，人類就計(jì)劃在不遠(yuǎn)的將來(lái)把人類送上火星。據(jù)美國(guó)宇航局稱，他們計(jì)劃在2033年將人類送上火星。美國(guó)已經(jīng)成功地在這顆紅色星球上著陸了八艘宇宙飛船，包括機(jī)遇號(hào)和洞察號(hào)。雖然宇宙飛船對(duì)火星進(jìn)行了特殊的研究，但它與人類親自探索還是有很大的不同。
盡管人類登陸火星的想法令人興奮，但在探索火星的過(guò)程中，我們會(huì)遇到許多問(wèn)題。從長(zhǎng)期的沙塵暴和異常高的輻射水平，到對(duì)食物供應(yīng)和整體健康的擔(dān)憂，我們將有幾個(gè)障礙要克服—。讓我們來(lái)看看宇航員在旅途中面臨的10個(gè)最具挑戰(zhàn)性的障礙。
No.10：火星可能仍然處于火山活動(dòng)狀態(tài)
在一項(xiàng)新的研究中，火星似乎仍有火山在活動(dòng)。在火星南極的固態(tài)冰下，有一個(gè)20公里寬的液態(tài)水湖。雖然最初人們認(rèn)為水保持液態(tài)是因?yàn)槿芙獾柠}以及來(lái)自湖面的壓力，但新的研究提供了一個(gè)截然不同的理論。這項(xiàng)新研究的結(jié)論是，鹽和壓力不可能阻止水結(jié)冰，火山活動(dòng)是水保持液態(tài)的唯一可靠解釋。火星在過(guò)去絕對(duì)是火山活躍的星球，因?yàn)閵W林匹斯山是我們整個(gè)太陽(yáng)系中最大的火山。
根據(jù)這項(xiàng)研究，來(lái)自火星內(nèi)部的巖漿大約在30萬(wàn)年前到達(dá)了火星表面。它并沒(méi)有沖破地球表面，形成一座新的火山，而是留在了位于南極下面的巖漿室里。當(dāng)巖漿房冷卻下來(lái)時(shí)，它會(huì)釋放出足夠的熱量來(lái)融化極地冰蓋下的水。他們認(rèn)為，即使到今天，熱量仍在緩慢釋放。研究報(bào)告的作者認(rèn)為，如果30萬(wàn)年前有火山活動(dòng)，那么現(xiàn)在很有可能仍在活動(dòng)，這可能會(huì)給最終來(lái)到火星的游客帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題。
No.9：稀缺的食物來(lái)源
宇航員需要吃東西，在火星上種植食物將是一項(xiàng)非常困難的任務(wù)。事實(shí)上，由于土壤中含有高氯酸鹽，在沒(méi)有保護(hù)性溫室的情況下，農(nóng)業(yè)需要幾百年的時(shí)間才能進(jìn)行。高氯酸鹽是一種刺激性的化學(xué)物質(zhì)，在任何植物生長(zhǎng)之前，都需要將其去除。除了這些化學(xué)物質(zhì)，引力也會(huì)造成問(wèn)題，因?yàn)榈厍虻囊χ挥械厍虻娜种蛔笥摇１M管一些實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，一些植物可以在國(guó)際空間站的微重力環(huán)境下生長(zhǎng)，但這并不意味著它們可以在火星上生長(zhǎng)。
2014年的一項(xiàng)研究顯示，在沒(méi)有化肥的情況下，番茄、小麥、豆瓣菜和芥菜葉能夠在模擬的火星土壤中生長(zhǎng)50天，這是有希望的。但是把火星變成一個(gè)能夠種植植物的星球需要幾百年的時(shí)間，因?yàn)榛鹦窍”〉拇髿鈱又泻休^多的氧氣。比方說(shuō)，人類可以迅速改變大氣環(huán)境來(lái)種植植物，但冬天會(huì)帶來(lái)另一個(gè)巨大的問(wèn)題，因?yàn)闅鉁貢?huì)下降到零下207華氏度。
No.8：必須永久的穿太空服
由于火星不適合人類居住，訪問(wèn)火星的宇航員在旅途中必須穿永久的宇航服。宇航服必須有足夠的彈性，讓宇航員可以使用建筑材料，也可以使用不同的機(jī)器。此外，他們必須足夠舒適，讓他們住在里面。
至于那里的大氣層，相當(dāng)于地球上25公里的高度，這意味著那里的空氣太稀薄，人類無(wú)法呼吸。除了稀薄的空氣，還有太多的二氧化碳和不夠的氧氣。由于冬天的溫度可以低至-207華氏度，宇航員需要溫暖的宇航服來(lái)保持他們的血液在全身循環(huán)。這些宇航服將是他們的生命線，所以它們需要被完美地制造出來(lái)，以便宇航員在前往我們這個(gè)行星鄰居的探險(xiǎn)之旅中幸存下來(lái)。
No.7：創(chuàng)造一個(gè)人類文明可能并不容易
顯然，探索這顆紅色星球的宇航員不會(huì)在那里建立火星家庭，但有很多人談?wù)撚幸惶烊祟悤?huì)永久定居在那里。這可能并不像聽(tīng)起來(lái)那么容易。僅僅是缺乏引力和高劑量的輻射就足以嚴(yán)重?fù)p害胎兒。雖然有幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)涉及老鼠、大鼠、青蛙、蠑螈、魚和植物，以觀察它們是否能在太空中成功繁殖，但結(jié)果一直沒(méi)有定論。盡管小鼠和人類明顯不同，根據(jù)所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，目前人類在火星上成功繁殖看起來(lái)并不好。
No.6：登陸并返回
登陸火星將不會(huì)是一段平穩(wěn)的旅程。例如，當(dāng)美國(guó)宇航局的洞察號(hào)宇宙飛船進(jìn)入火星大氣層時(shí)，它的速度高達(dá)每小時(shí)12300英里。當(dāng)它在大氣層中下降時(shí)，它必須減速到每小時(shí)5英里才能降落在地面。減速發(fā)生在不到7分鐘的時(shí)間里，美國(guó)宇航局的工程師們稱之為“7分鐘的恐怖”。
我們知道如何在這顆紅色星球上著陸，但是離開(kāi)火星可能并不那么容易。火星上升飛行器將由液氧和甲烷提供動(dòng)力，火星上的所有成分(氫、碳和氧)都是可用的。大氣主要是二氧化碳，所以相對(duì)容易得到。然而，鉆井取水將更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗麄儾荒?00%確定水下是否有水。假設(shè)他們能獲得燃料的必要成分，從火星惡劣的環(huán)境和大氣中起飛可能并不容易。
No.5：持久的沙塵暴
火星以其巨大的沙塵暴而聞名，其中一些巨大到可以用地球上的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到。大約每三年（火星上的三年），一場(chǎng)巨大的沙塵暴就會(huì)覆蓋整個(gè)紅色星球，被稱為“全球沙塵暴”。“沙塵暴的好處是最強(qiáng)的風(fēng)只能達(dá)到大約每小時(shí)60英里，所以它們不太可能損壞任何航天器。另一方面，微小的塵埃顆粒傾向于粘附在表面甚至機(jī)械齒輪上。一個(gè)具體的問(wèn)題是太陽(yáng)能電池板，如果有足夠多的灰塵覆蓋它們，它們就不能吸收足夠多的陽(yáng)光來(lái)為設(shè)備提供動(dòng)力。
No.4：地形極其崎嶇，天氣寒冷
火星上非常粗糙和多巖石的地形可能會(huì)給航天器以及試圖在火星表面行走的宇航員帶來(lái)問(wèn)題。這顆行星被巖石、峽谷、火山、環(huán)形山和干涸的湖床所覆蓋。2013年，“好奇號(hào)”探測(cè)車遇到了類似的問(wèn)題，當(dāng)時(shí)它到了一個(gè)地區(qū)，那里有看起來(lái)像尖刺一樣鋒利的巖石。這些鋒利的巖石很可能是風(fēng)造成的。這些鋒利的巖石能把車輪壓癟甚至擊穿，更不用說(shuō)它們?cè)谏厦嫘凶呤嵌嗝床豢赡堋?/p>
訪問(wèn)這顆紅色星球的宇航員肯定不習(xí)慣它極低的溫度。火星上的平均溫度是-80華氏度，在冬天可以低到-207華氏度。他們需要特殊的宇航服來(lái)抵御寒冷的溫度。
No.3：輻射水平高，重力很小
由于火星的大氣層比地球稀薄得多，人類造訪這顆紅色星球時(shí)，將幾乎無(wú)法抵御高水平的輻射。事實(shí)上，他們不得不擔(dān)心兩種危險(xiǎn)的輻射源。首先是來(lái)自太陽(yáng)的危險(xiǎn)耀斑，它們需要適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。第二種是來(lái)自銀河宇宙射線的粒子，這些粒子幾乎以光速穿過(guò)太陽(yáng)系，它們能傷害任何被它們擊中的物體，比如宇宙飛船，甚至宇航員自己。宇航服，以及航天器，都需要由能夠保護(hù)他們免受高水平輻射的材料制成。
另一個(gè)主要問(wèn)題是火星上的重力只是地球上重力的三分之一。為了更好地理解，如果一個(gè)人在地球上重220磅，那么他在火星上的體重只有84磅。有幾個(gè)因素導(dǎo)致它的重力較低，如密度、質(zhì)量和行星半徑。雖然這兩顆行星表面幾乎相同，但火星的體積僅占地球的15%，質(zhì)量?jī)H占地球的11%。雖然目前還不清楚重力變化對(duì)宇航員健康的長(zhǎng)期影響，但研究表明，微重力的影響會(huì)導(dǎo)致骨密度、肌肉質(zhì)量、器官功能和視力下降。
No.2：去火星的漫長(zhǎng)旅程
甚至在宇航員到達(dá)火星之前，他們就必須忍受一段異常漫長(zhǎng)的旅程。至于這段旅程實(shí)際需要多長(zhǎng)時(shí)間，有幾個(gè)因素需要考慮，比如發(fā)射時(shí)行星在太陽(yáng)系中的位置，因?yàn)樾行侵g的距離總是隨著它們圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)而變化。
雖然火星和地球之間的平均距離是1.4億英里，但它們之間的距離確實(shí)要近得多，這取決于它們圍繞太陽(yáng)的位置。當(dāng)火星位于離太陽(yáng)最近的位置，而地球位于離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的位置時(shí)，這兩顆行星就會(huì)彼此最接近。到那時(shí)，這兩顆行星將相距3390萬(wàn)英里。當(dāng)這兩顆行星位于太陽(yáng)的相反方向時(shí)，它們之間的距離為2.5億英里。
據(jù)美國(guó)宇航局稱，理想的火星發(fā)射將需要大約九個(gè)月的時(shí)間。這就是到達(dá)那里需要的時(shí)間。再過(guò)九個(gè)月左右，他們就會(huì)返回地球，而不管他們?cè)谶@顆紅色星球上停留多久。
No.1：精神和身體健康問(wèn)題
除了崎嶇的地形、冰凍的溫度和沙塵暴，宇航員還必須擔(dān)心他們可能出現(xiàn)的心理和身體健康問(wèn)題。從兩個(gè)高度不同的引力場(chǎng)出發(fā)的過(guò)程會(huì)影響它們的空間方向、平衡、機(jī)動(dòng)性、暈車、手眼和頭眼協(xié)調(diào)。
在一個(gè)無(wú)人居住的星球上，遠(yuǎn)離家人和朋友，被限制在一個(gè)狹小的空間里幾個(gè)月或幾年，對(duì)他們來(lái)說(shuō)將是精神上的痛苦。他們的情緒、認(rèn)知能力可能會(huì)下降。此外，他們可能會(huì)出現(xiàn)睡眠障礙、疲勞甚至抑郁。在一個(gè)封閉的地方，一個(gè)人很容易把細(xì)菌傳染給其他人，這可能會(huì)導(dǎo)致疾病、過(guò)敏或疾病。
最大的健康因素是火星上的高輻射水平，這可能會(huì)增加他們患癌癥的幾率。輻射會(huì)損害他們的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致他們的認(rèn)知功能、行為和運(yùn)動(dòng)功能的改變。它還會(huì)引起惡心、嘔吐、疲勞和厭食癥。心臟和循環(huán)系統(tǒng)疾病，以及白內(nèi)障，可能會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。
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