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將冬眠技術用於載人探測火星任務

所屬分類:時事聚焦    發布時間: 2019-11-25    作者:admin
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首先需要澄清的是,冬眠不是冷凍,隻是通過適當降低體溫,使宇航員的新陳代謝變得“遲鈍”,這帶來的..個好處就是物資消耗減少。同時,冬眠的宇航員不需要太大的活動空間,整個航天器的體積和質量可以大幅度減小,輻射防護的技術難度顯著降低,節約整個任務的能源消耗、成本投入。更重要的是,冬眠能夠消除宇航員執行任務中的緊張感和孤獨感,而且冬眠的宇航員幾乎不會出現肌肉流失。


將冬眠技術用於載人探測火星任務


歐洲航天局(ESA)認為“可控的冬眠是載人太空飛行中一種改變遊戲規則的技術”,並且成立了專門從事相關研究的“專題小組”,希望使其成為現實。日前,專題小組研究了將冬眠技術用於載人探測火星任務的可行方案,設計了初步的航天器冬眠居住模塊草圖。研究發現,通過宇航員冬眠,航天器的質量可以減少三分之一。


根據ESA提出的方案,和有冬眠習性的動物類似,宇航員在進入冬眠前要先“增脂”以儲存能量。之後通過服用一種特殊藥物進入“麻木”的冬眠狀態,隨之艙室的亮度變暗、溫度大幅度降低以將宇航員身體“冷卻”。一般情況下,從地球到火星需要飛行180天左右,宇航員需要提前蘇醒,度過至少21天的休養期。


根據ESA公布的草圖,整個冬眠居住模塊為圓柱形,直徑僅有5.9米,高度僅為5.33米,擁有生命保障、居住、儲藏、工作等9個係統隔間,能夠滿足6名宇航員需求。如果不使用冬眠技術,整個居住模塊的直徑和高度要達到8—9米,體積達到前者的3倍。


宇航員冬眠麵臨多重技術難題


ESA希望能在未來20年實現載人冬眠火星探測。願景雖好,但攔在路上的重重技術障礙卻不可小覷。


宇航員冬眠一個月、半年甚至一年後在太空中的某個地方醒來,肯定會感到陌生、震驚和恐懼,心理影響需要消除。


更關鍵的是,怎樣保證冬眠技術的安全性?既要絕對保證宇航員準時醒來,又要防止冬眠對宇航員身體造成嚴重損傷。熊在冬眠時能夠回收尿液和蛋白質,有的動物具備恒溫喚醒功能,可以根據周圍環境溫度和心率周期來中斷他們的冬眠狀態。人類並沒有自然冬眠習性,如何解決這些問題還不得而知。


同時,假如所有宇航員都將在很長一段時間內喪失行動能力,整個任務隻能依靠航天器自主運行。在宇航員蘇醒前,航天器要保障自身絕對安全,這需要人工智能等新興技術的深度嵌入,解決航天器自主故障檢測、隔離、恢複等難題。

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