跟著玉兔,你也能登月旅遊!

昨日上午10時26分,嫦娥四號探測器成功落月。晚間,嫦娥四號著陸器與巡視器成功分離,

22時22分,玉兔二號巡視器(即月球車)踏上月球表面。著陸器上監視相機拍攝了玉兔二號在月背留下第一道痕跡的影像圖,並由“鵲橋”中繼星傳回地面。

跟著玉兔,你也能登月旅遊!

隨著人們生活水平的提高和生活質量的改善,當地球上的旅遊熱一浪高一浪,到太空去旅遊,體驗一下在太空飛翔的滋味,也成為旅遊的新熱點。

但是想離開地球軌道,到月球上進行登月旅遊,可不是一個輕易就能達成的願望。月球距地球約380000km,表面大氣壓是1.3×10^(-10)kPa,月面的重力約為0.16g;月球公轉與自轉同步,月球總以同一面對著地球;月球的晝夜也比地球長,白天接近兩週,溫度高達127℃,接下來近兩週是黑夜,溫度可降至-183℃環境極其惡劣


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失重環境帶來的一系列問題

在初步的設想中,月球旅客在飛往月球和返回地球需要的時間約為9天左右,如果遊客登上月球表面,進行為期一週的觀光遊覽,那麼總的時長將達到16天。在這16天中,他們將經歷從地球1g重力→失重→月球表面1/6g重力→失重→地球1g重力的變化。因此,與近地軌道載人飛行相比,載人月球飛行任務將會遇到許多新的與人的因素相關的問題,對航天員的生理和心理提出了更為嚴峻的挑戰。

感覺-運動系統紊亂

失重是人們在地球上體驗不到的環境,所以人進入失重環境後,感覺-運動系統會感到“新奇”,它一時無法適應這種環境,故有一半以上的人出現運動、感覺運動和自主神經系統紊亂,其中包括失定向、出現墜落錯覺、翻跟頭、身體轉動和目標物移動、情緒反應、運動協調受損等,這些紊亂在飛行初期出現,隨著飛行時間的延長,逐漸適應。

航天運動病

航天員在進入失重環境後,很快會出現一種類似於地面暈車、暈船的症狀(噁心、嘔吐、出汗、面色蒼白、食慾不佳),影響航天員的工作和生活,而且發病率很高,在吃抗暈藥的情況下,發病率還達到50%以上。航天初期進入失重後即可發病,持續一週。一週後,前庭功能對失重環境適應,這些症狀逐漸消失。


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航天員模擬飛行中出現嘔吐症狀

心血管功能下降

航天員進入失重環境後,約有2000毫升的體液從下身轉移到上半身,引起頭脹、頭痛、頭充血、鼻塞等感覺,同時會引起心血管調節功能的下降,表現在立位耐力和運動耐力的下降。對心臟也有影響,可以引起心律紊亂和心臟缺血。

骨骼肌肉系統反應

失重狀態下,人的肌肉、骨骼不再暴露在人們已經習慣的機械應力下,這樣作用在人體的負荷量就會減少。肌肉、骨骼的去負荷和傳入衝動的改變,加上體液的重新分配,引起了肌肉萎縮和骨質脫鈣,短期的失重影響相對較小。

血液系統

人體血液系統在失重環境下也容易發生變化,出現類似貧血病人的變化,表現為血漿容量、紅細胞生成素和紅細胞質量減少。 在未來的載人登月和月球居留中,紅細胞生成系統是否會有更嚴重的變化?紅細胞形成和釋放機制是否還會改變?在這些問題被研究清楚之前,還很難找到有效的對抗措施。

心理問題

如果讓你長期脫離家庭,居住在一個渺無人煙的環境中,你會有什麼樣的感覺呢?有的實驗證明短短几周這種孤獨生活,就可以使人發瘋。月球旅客不僅要脫離地球,脫離親人,在渺無人煙的太空中和月球上生活2周以上,這對遊客的心理是一個很大的壓力,對於心理素質不好的旅客可能會出現焦慮、不能與其他人很好相處等心理障礙症狀。

載人航天醫學研究證明,航天員失重飛行返回地面後,對地球重力環境有一個再適應的過程。已有經驗證明在醫監醫保人員的精心呵護下,經過一段時間是可以恢復的。

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航天員返回後因立位耐力下降,需別人攙扶

但是遠道而來的月球遊客們,不可能有很多的時間去適應。他們要進行月面行走,到月球各處觀光、遊覽,但這樣無疑會加重不適反應。例如,失重引起的心血管功能失調,可能引起站立時出現暈厥和運動能力下降,使旅客一到月球后,不能很好地適應月球環境,無法立即旅遊,豈不是“花錢買罪受”嗎?

因此,載人登月的一個重要前提就是需要我們很好地研究解決這種異常重力環境下人體各系統的生理適應問題。

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宇宙輻射的挑戰

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航天員正在進行月面行走

在近地軌道上飛行,由於有地磁場的屏蔽作用,再加上飛行時間一般比較短,軌道傾角也比較低,因此輻射對航天員的危害並不大。但是,對於載人登月和月球居留來說,由於缺乏地磁場的屏蔽作用,而且受輻射時間較長,輻射危害的可能性加大,因此需要很好地考慮宇宙輻射的防護問題。

載人登月和月球居留時,主要的輻射危害來自銀河宇宙射線和輻射。輻射對人體所產生的危害分兩種:早期效應和遠期效應。一般認為,早期效應主要來自太陽粒子事件。在發生太陽粒子事件時,如果輻射劑量很大,就可能產生急性效應,主要表現為噁心嘔吐、腹瀉、便血、脫水、虛脫和休克,甚至會引起人員死亡。當航天員在月面居住艙外活動的時間比較長,又缺乏適當的屏蔽時,就容易受到這種輻射的危害。對航天員危害最大的應該是遠期效應。在各種遠期效應中又以癌症最危險,其次是對中樞神經系統的損傷,第三是遺傳效應。

美國曾有39名航天員在飛行後不同時間出現了白內障,其中很多是執行阿波羅登月飛行的航天員。登月的航天員常訴說在飛行中眼中出現閃光,這其實是宇宙射線粒子作用於視網膜的結果。

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月球遊客的“准入門檻”


當前,每一位航天員都是在嚴格選拔的基礎上,通過系統、全面、嚴格、科學的訓練培養出來的。將來到月球去旅遊,遊客除了需要繳納高昂的旅遊費用外,是不是也需要像航天員那樣千挑萬選、百鍊成鋼呢?

正確的回答是“不需要”。這是因為隨著航天技術進步,登月飛船的設計和研製更先進,航天因素(如超聲、振動、輻射)對人體的影響越來越小,航天飛行對人的生理要求也越來越低。而且,月球遊客不同於航天員,不需要承擔很多複雜工作,在身體與心理素質滿足一定的基本要求後,只要提前半年左右進行航天環境體驗性的適應性訓練就可以了。

但由於環境的挑戰加大,登月旅客的選拔和訓練應該比地球軌道飛行的遊客更嚴格一些。在一般的體質檢查基礎上,應該進行前庭功能、立位耐力的檢查,還要通過多項心臟功能檢查,排除有隱性心臟病的可能性。同時,為了防止登月遊客出現心理障礙,也需要進行一般心理素質的選拔。當然,在選拔標準和選拔方法上要比航天員選拔更寬鬆一些。

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失重飛機訓練

在飛行前的訓練方面,月球遊客仍然要付出努力。首先,他們要閱讀月球旅遊指南和乘坐飛船的工作手冊,瞭解飛船的一般性能特點和機艙中各種設施的佈局與開關,熟悉乘員所用的各種各樣生活設備,學習在失重和月球1/6g重力條件下如何吃飯、穿衣、行走、睡覺、運動和如何使用衛生設備和處理大小便。

在具體的特殊訓練項目中,與其他類型的航天員一樣,要經受航天特殊環境的考驗,只是在時間和次數等方面要求低些。例如,他們也要進行離心機的超重耐力適應性訓練,前庭功能訓練,低壓艙的缺氧訓練,失重飛機的失重訓練,月球的1/6g重力訓練,及在飛船模擬器中進行飛船發射、上升、軌道飛行和返回階段的飛行程序訓練和體驗。在訓練中還要結合月球旅遊的特點,瞭解在1/6g重力旅遊的注意事項和在緊急情況下的安全救生知識。最後,旅客還要進行醫學檢查和資格考試,合格者才能參加飛行

載人登月已成為21世紀世界載人航天發展的熱點,通過載人登月、建設月球基地,開發和利用月球資源,不僅具有重大的政治、經濟和科學意義,而且對載人火星登陸、行星際飛行等載人航天技術發展也將產生巨大的推動作用。


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