我们能生活在宇宙的其他地方吗?

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宇航员杰拉尔德·卡尔和威廉·波格让在太空实验室生活看起来轻而易举。

人类长期以来一直梦想着离开地球,到外太空生活。但是,把梦想变成现实并不像《星际迷航》里说的那么容易。当然,主要问题是人类有相当多的生存需求。我们需要可呼吸的空气。我们需要水。我们需要食物.理想情况下,我们需要一定量的重力让我们的身心保持愉悦。要在宇宙的其他地方生活,我们需要携带这些元素,制造它们,或者找到一个看起来、行为和感觉都像地球的地方。

几十年来,宇航员在轨道空间站中生活得非常成功。在20世纪70年代中期,三名太空实验室成员分别在近地轨道上生活了28天、59天和84天,每一次都打破了前一次任务的耐力记录。苏联宇航员在和平号空间站上打破了所有这些记录。上世纪80年代末,穆萨·马纳罗夫和弗拉基米尔·季托夫在“和平号”上呆了366天,1995年被他们的同胞瓦列里·波利亚科夫打败,后者完成了438天的任务。

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今天,宇航员继续在国际空间站(ISS)上成功地生活,一次几天或几周。然而,有些人可能会说,在国际空间站的门廊上放下欢迎垫和住在“其他地方”是不一样的。毕竟,空间站的轨道距离地球表面只有211英里(340公里)。可以肯定的是,它不是一箭之遥,但航天飞机可以在几天内到达它。如果机组人员正在等待关键任务部件或新鲜供应的Twinkies的话,这并不是很长时间。

走向无限和超越无限的逻辑

2010年6月,执行为期520天的“火星500”任务的六名男性宇航员在开始模拟飞往火星的艰苦飞行之前召开了新闻发布会。”width=
2010年6月,执行为期520天的“火星500”任务的六名男性宇航员在开始模拟飞往火星的艰苦飞行之前召开了新闻发布会。
照片礼貌欧洲航天局/IBMP - Oleg Voloshin

如果你想住在另一个星球上,那就完全是另一回事了月亮另一个星球(包括我们自己的月亮)。要理解其中的原因,请考虑一下冒险超越地球的人类所面临的所有巨大挑战地球的温暖的拥抱。首先是到达目的地的问题,这实际上是一个距离和时间的问题。月球之旅——平均约238,607英里(384,000公里)——大约需要三天,这似乎是完全合理的。但是将着陆点移到火星,旅行时间增加到大约7个月。将着陆点移到更远的地方,比如土星的卫星土卫六(Titan),这趟旅程将花费超过三年的时间。

这些距离听起来并不是不可逾越的,直到你意识到飞船必须携带多少补给来维持机组人员的生活。例如,将船员送往火星所需的飞船需要比月球着陆器大三到六倍祖布林]。利用目前的技术,考虑到火星大气的独特条件,这样的飞船是不可能着陆的。现在想象一下飞往土星的火箭的大小,它的椽子上装满了食物、水和其他资源。

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任务规划者还担心长途太空旅行对社会的影响。虽然俄罗斯科学家正在地球上进行实验,以找出答案,但没有人确切知道被囚禁在宇宙飞船里数月或数年的人类将如何应对。2010年5月,俄罗斯生物医学问题研究所(Russian Institute of Biomedical Problems)将六名跨国宇航员封闭在一艘模拟宇宙飞船中520天,以观察他们在近距离环境下的身心健康状况。其他科学家认为,同性船员,或任何形式的训练有素的船员,都是错误的想法。佛罗里达大学的一位人类学家提出,大家庭更适合进行深入太空的长途旅行。在他的计划中,最初的人口是150到180人,大多数是没有孩子的已婚夫妇,将维持六到八代,使这群人能够到达太阳系以外的行星。敏锐的]。

躲避风暴:保护太空旅行者免受宇宙射线的伤害

太空实验室拍摄了1973年太阳耀斑爆发的照片。太阳耀斑只是太阳系中能够产生宇宙射线的来源之一。”width=
太空实验室拍摄了1973年太阳耀斑爆发的照片。太阳耀斑只是太阳系中能够产生宇宙射线的来源之一。
照片礼貌美国国家航空航天局格伦研究中心(NASA-GRC)

即使社会问题得到解决,其他挑战也在等待着太空旅行的人类。其中最大的是宇宙射线在星系中不断快速流动。宇宙射线是快速移动的基本粒子——质子、电子和被剥离的原子核——它们可能起源于类星体,黑洞或者宇宙中的其他物体。当这些粒子遇到人类时,它们会干净利落地穿过人体,在人体上打洞DNA随他们去。对大多数人来说幸运的是,地球的大气层保护我们免受宇宙射线的伤害。但是在外太空旅行的宇航员,即使是去火星,也会暴露在这些高速粒子的危险剂量下。他们患癌症的几率更高,还会患上白内障、脑损伤和辐射中毒引起的其他疾病[来源:帕克]。

宇宙射线的威胁不会在宇航员降落到一个陌生的世界后就消失。考虑两个最有可能被殖民的候选者的条件。月球没有大气层,而火星有稀薄的大气层。这两个目的地都不会保护移民免受辐射,所以他们的起居室需要埋在成吨的土壤下。即使科学家们想出了保护殖民者免受宇宙射线伤害的方法,他们也必须满足他们的基本需求。建立一个自给自足的殖民地,提供空气、水、食物、电力和食物,将把当前的技术推向极限,可能需要更新、更先进的技术。

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那么,我们能生活在宇宙的其他地方吗?如果你把“其他地方”定义为月球或火星,那么是的,我们可以生活在宇宙的其他地方——只要投入相当大的资金和创新。如果你把“其他地方”定义为美国宇航局开普勒望远镜发现的系外行星之一,那么我们的胜算就不大了。这样的世界可能只有在科幻小说中才能到达。

继续阅读更多的链接,去这个世界以外的地方旅行。

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  • 常,肯尼斯。"参议院小组即将就削减NASA改革法案达成一致"纽约时报。2010年7月8日。(2010年7月31日)http://www.nytimes.com/2010/07/09/science/space/09nasa.html?_r=2&ref=science
  • 罗伊·A·格兰特。"国家地理宇宙图集"国家地理学会,1994年。
  • 敏锐,凯茜。“科学家说,深空最好由家庭团体探索。”这里是国家地理新闻。2003年2月19日。(2010年7月31日)http://news.nationalgeographic.com/news/2002/02/0219_020219_spacefamilies.html
  • 麦基,罗伯特。"模拟宇宙飞船内的520天"莱德博客。2010年6月3日(2010年7月31日)http://thelede.blogs.nytimes.com/2010/06/03/520-days-inside-a-simulated-spacecraft/
  • 帕克,尤金。N。“保护太空旅行者。”《科学美国人》。2006年3月。
  • 弗朗西斯·斯莱基和保罗·d·斯普迪斯。“机器人与人类:谁应该探索太空?”《科学美国人:太空探索的未来》1999。
  • 麻雀,贾尔斯。“太空飞行:从斯普特尼克号到航天飞机的完整故事——以及其他。”多林金德利有限公司,2007。
  • 罗伯特·祖布林。“把人类送上火星。”《科学美国人:太空探索的未来》1999。
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