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​航天局研究冬眠术,世界上真的有冬眠术吗

科技 2019-11-25 15:4579未知admin

人类在太空安静“蛰伏”,绝不仅仅是存在于科幻电影里的情节。从登上飞船就倒头大睡,一觉醒来已抵达目的地,这样的太空之旅是宇航员们十分期待的。

在科幻电影《流浪地球》中,领航员空间站中的宇航员们可以在危机时刻休眠。其实,这并非仅仅一个幻想,而是全球宇航员的实在愿望,从登上飞船就倒头大睡,一觉醒来已抵达目的地,太空游览就像乘坐高铁软卧那样“夕发朝至”,岂不美哉!

可是,怎样才能使宇航员在健康状况下长期熟睡?假如人类能像熊相同蛰伏几个月,这一问题就方便的处理了。事实上,美国国家航空航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)都在研讨控制宇航员“蛰伏”的载人深空勘探技能。

日前,ESA就提出了一个从地球一路“睡到”火星的载人勘探概念。那么,宇航员蛰伏终究有什么优点?又面对哪些困难呢?

蛰伏技能有助于破解深空勘探难题

众所周知,深空勘探飞翔距离远,时间动辄数月乃至以年计,宇航员面对长期宇宙辐射、肌肉丢失、旅途孤寂等身心健康问题,而飞翔中的食物、饮水、氧气等大量的物资耗费也将明显添加使命本钱。这些都是约束人类将脚印迈向深空的未解难题。

近年来,科学家们发现,与其研讨更先进的火箭和飞船,不如经过让宇航员蛰伏,使上述难题“消于无形”。

首要需求澄清的是,蛰伏不是冷冻,仅仅经过恰当下降体温,使宇航员的新陈代谢变得“愚钝”,这带来的第一个优点便是物资耗费削减。同时,蛰伏的宇航员不需求太大的活动空间,整个航天器的体积和质量可以大幅度减小,辐射防护的技能难度明显下降,节省整个使命的能源耗费、本钱投入。更重要的是,蛰伏可以消除宇航员执行使命中的紧张感和孤独感,而且蛰伏的宇航员几乎不会呈现肌肉丢失。

将蛰伏技能用于载人勘探火星使命

欧洲航天局(ESA)认为“可控的蛰伏是载人太空飞翔中一种改动游戏规则的技能”,而且成立了专门从事相关研讨的“专题小组”,期望使其成为现实。日前,专题小组研讨了将蛰伏技能用于载人勘探火星使命的可行计划,规划了开端的航天器蛰伏寓居模块草图。研讨发现,经过宇航员蛰伏,航天器的质量可以削减三分之一。

依据ESA提出的计划,和有蛰伏习性的动物相似,宇航员在进入蛰伏前要先“增脂”以储存能量。之后经过服用一种特殊药物进入“麻痹”的蛰伏状况,随之舱室的亮度变暗、温度大幅度下降以将宇航员身体“冷却”。一般情况下,从地球到火星需求飞翔180天左右,宇航员需求提前苏醒,度过至少21天的休养期。

依据ESA公布的草图,整个蛰伏寓居模块为圆柱形,直径仅有5.9米,高度仅为5.33米,具有生命确保、寓居、储藏、作业等9个体系隔间,可以满意6名宇航员需求。假如不运用蛰伏技能,整个寓居模块的直径和高度要到达8—9米,体积到达前者的3倍。

火星之旅可能对人类形成丧命的原因有许多,其中最重要的是有害的太空辐射、太空精神病和肉体萎缩。可是,依据ESA的研讨结果,假如人们处于休眠状况,则可以缓解这些问题。

ESA研讨了怎么最好地使宇航员团队进入蛰伏状况,在紧急情况下该怎么办,怎么处理人身安全以及蛰伏会对团队心思产生什么影响。最终,它创立了栖息地修建的开端草图,并制定了路线图,以完成一种经过验证的办法,在20年内使人类执行载人勘探火星使命时完成“蛰伏”。

ESA的专门团队首要研讨了当前创立休眠技能的尝试,并考虑了对使命规划的影响。“咱们致力于调整航天器的结构、运输,防辐射、功耗和整体使命规划。”

“太空蛰伏”,这是各个领域和学科的科学家正在研讨的问题,因为它对人类具有巨大的潜在利益。研讨标明,诱导这种下降的代谢状况可以减缓疾病并提供康复性好处。也有依据标明,在这种状况下,人体对辐射的有害效果具有更强的抵抗力。

每位宇航员都将具有一个柔软的吊舱,而不是机组人员的宿舍,当他们醒着时,该吊舱可以作为机舱运用。依据ESA公布的草图,整个蛰伏寓居模块为圆柱形,直径仅有5.9米,高度仅为5.33米,具有生命确保、寓居、储藏、作业等9个体系隔间,可以满意6名宇航员需求。

宇航员将被给予药物以诱导蛰伏。蛰伏不是冷冻,仅仅经过恰当下降体温,使宇航员的新陈代谢变得“愚钝”。

在天然界中,动物在蛰伏期间不会遭受负面的身体副效果(例如肌肉萎缩),蛰伏似乎是一个不错的挑选。此外,假定长期保持安静状况不会对咱们的心思健康形成负面影响,那么您就不用担心孤独感或太空精神病。

休眠的最大优势在于,它将使宇航员可以执行更长的太空使命。假如完成蛰伏状况,使宇航员的新陈代谢率下降四分之三左右(这是在使诸如熊之类的动物处于蛰伏状况时发作的情况)。这时候宇航员在载人航天飞翔使命中对食物、水的需求,以及氧气的需求可能会削减。依据研讨小组的研讨,运用休眠模式可使航天器的总重量削减三分之一,并将食物和水等耗费品的需求削减三分之一。

虽然人类明显不会蛰伏,但科学家们说,使人们进入蛰伏状况的想法并不像听起来那样勉强。“咱们的方针是在未来的基础上,经过研讨从蛰伏开端到动物进入人类的蛰伏过程中激活或受阻的大脑途径。”

在曩昔的几年中,人们对该领域的兴趣日益浓厚,因而进行了令人难以置信的研讨,但还远远不能得出对宇航员有用的结果,航天器要确保本身肯定安全更是十分困难。

宇航员蛰伏面对多重技能难题

ESA期望能在未来20年完成载人蛰伏火星勘探。愿景虽好,但拦在路上的重重技能障碍却不行小觑。

宇航员蛰伏一个月、半年乃至一年后在太空中的某个地方醒来,肯定会感到陌生、震动和恐惧,心思影响需求消除。

更要害的是,怎样确保蛰伏技能的安全性?既要肯定确保宇航员按时醒来,又要避免蛰伏对宇航员身体形成严峻损害。熊在蛰伏时可以回收尿液和蛋白质,有的动物具备恒温唤醒功用,可以依据周围环境温度和心率周期来中止他们的蛰伏状况。人类并没有天然蛰伏习性,怎么处理这些问题还不得而知。

同时,假如一切宇航员都将在很长一段时间内丧失举动能力,整个使命只能依托航天器自主运转。在宇航员苏醒前,航天器要确保本身肯定安全,这需求人工智能等新式技能的深度嵌入,处理航天器自主毛病检测、阻隔、康复等难题。

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