跟着玉兔,你也能登月旅游!

昨日上午10时26分,嫦娥四号探测器成功落月。晚间,嫦娥四号着陆器与巡视器成功分离,

22时22分,玉兔二号巡视器(即月球车)踏上月球表面。着陆器上监视相机拍摄了玉兔二号在月背留下第一道痕迹的影像图,并由“鹊桥”中继星传回地面。

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随着人们生活水平的提高和生活质量的改善,当地球上的旅游热一浪高一浪,到太空去旅游,体验一下在太空飞翔的滋味,也成为旅游的新热点。

但是想离开地球轨道,到月球上进行登月旅游,可不是一个轻易就能达成的愿望。月球距地球约380000km,表面大气压是1.3×10^(-10)kPa,月面的重力约为0.16g;月球公转与自转同步,月球总以同一面对着地球;月球的昼夜也比地球长,白天接近两周,温度高达127℃,接下来近两周是黑夜,温度可降至-183℃环境极其恶劣


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失重环境带来的一系列问题

在初步的设想中,月球旅客在飞往月球和返回地球需要的时间约为9天左右,如果游客登上月球表面,进行为期一周的观光游览,那么总的时长将达到16天。在这16天中,他们将经历从地球1g重力→失重→月球表面1/6g重力→失重→地球1g重力的变化。因此,与近地轨道载人飞行相比,载人月球飞行任务将会遇到许多新的与人的因素相关的问题,对航天员的生理和心理提出了更为严峻的挑战。

感觉-运动系统紊乱

失重是人们在地球上体验不到的环境,所以人进入失重环境后,感觉-运动系统会感到“新奇”,它一时无法适应这种环境,故有一半以上的人出现运动、感觉运动和自主神经系统紊乱,其中包括失定向、出现坠落错觉、翻跟头、身体转动和目标物移动、情绪反应、运动协调受损等,这些紊乱在飞行初期出现,随着飞行时间的延长,逐渐适应。

航天运动病

航天员在进入失重环境后,很快会出现一种类似于地面晕车、晕船的症状(恶心、呕吐、出汗、面色苍白、食欲不佳),影响航天员的工作和生活,而且发病率很高,在吃抗晕药的情况下,发病率还达到50%以上。航天初期进入失重后即可发病,持续一周。一周后,前庭功能对失重环境适应,这些症状逐渐消失。


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航天员模拟飞行中出现呕吐症状

心血管功能下降

航天员进入失重环境后,约有2000毫升的体液从下身转移到上半身,引起头胀、头痛、头充血、鼻塞等感觉,同时会引起心血管调节功能的下降,表现在立位耐力和运动耐力的下降。对心脏也有影响,可以引起心律紊乱和心脏缺血。

骨骼肌肉系统反应

失重状态下,人的肌肉、骨骼不再暴露在人们已经习惯的机械应力下,这样作用在人体的负荷量就会减少。肌肉、骨骼的去负荷和传入冲动的改变,加上体液的重新分配,引起了肌肉萎缩和骨质脱钙,短期的失重影响相对较小。

血液系统

人体血液系统在失重环境下也容易发生变化,出现类似贫血病人的变化,表现为血浆容量、红细胞生成素和红细胞质量减少。 在未来的载人登月和月球居留中,红细胞生成系统是否会有更严重的变化?红细胞形成和释放机制是否还会改变?在这些问题被研究清楚之前,还很难找到有效的对抗措施。

心理问题

如果让你长期脱离家庭,居住在一个渺无人烟的环境中,你会有什么样的感觉呢?有的实验证明短短几周这种孤独生活,就可以使人发疯。月球旅客不仅要脱离地球,脱离亲人,在渺无人烟的太空中和月球上生活2周以上,这对游客的心理是一个很大的压力,对于心理素质不好的旅客可能会出现焦虑、不能与其他人很好相处等心理障碍症状。

载人航天医学研究证明,航天员失重飞行返回地面后,对地球重力环境有一个再适应的过程。已有经验证明在医监医保人员的精心呵护下,经过一段时间是可以恢复的。

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航天员返回后因立位耐力下降,需别人搀扶

但是远道而来的月球游客们,不可能有很多的时间去适应。他们要进行月面行走,到月球各处观光、游览,但这样无疑会加重不适反应。例如,失重引起的心血管功能失调,可能引起站立时出现晕厥和运动能力下降,使旅客一到月球后,不能很好地适应月球环境,无法立即旅游,岂不是“花钱买罪受”吗?

因此,载人登月的一个重要前提就是需要我们很好地研究解决这种异常重力环境下人体各系统的生理适应问题。

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宇宙辐射的挑战

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航天员正在进行月面行走

在近地轨道上飞行,由于有地磁场的屏蔽作用,再加上飞行时间一般比较短,轨道倾角也比较低,因此辐射对航天员的危害并不大。但是,对于载人登月和月球居留来说,由于缺乏地磁场的屏蔽作用,而且受辐射时间较长,辐射危害的可能性加大,因此需要很好地考虑宇宙辐射的防护问题。

载人登月和月球居留时,主要的辐射危害来自银河宇宙射线和辐射。辐射对人体所产生的危害分两种:早期效应和远期效应。一般认为,早期效应主要来自太阳粒子事件。在发生太阳粒子事件时,如果辐射剂量很大,就可能产生急性效应,主要表现为恶心呕吐、腹泻、便血、脱水、虚脱和休克,甚至会引起人员死亡。当航天员在月面居住舱外活动的时间比较长,又缺乏适当的屏蔽时,就容易受到这种辐射的危害。对航天员危害最大的应该是远期效应。在各种远期效应中又以癌症最危险,其次是对中枢神经系统的损伤,第三是遗传效应。

美国曾有39名航天员在飞行后不同时间出现了白内障,其中很多是执行阿波罗登月飞行的航天员。登月的航天员常诉说在飞行中眼中出现闪光,这其实是宇宙射线粒子作用于视网膜的结果。

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月球游客的“准入门槛”


当前,每一位航天员都是在严格选拔的基础上,通过系统、全面、严格、科学的训练培养出来的。将来到月球去旅游,游客除了需要缴纳高昂的旅游费用外,是不是也需要像航天员那样千挑万选、百炼成钢呢?

正确的回答是“不需要”。这是因为随着航天技术进步,登月飞船的设计和研制更先进,航天因素(如超声、振动、辐射)对人体的影响越来越小,航天飞行对人的生理要求也越来越低。而且,月球游客不同于航天员,不需要承担很多复杂工作,在身体与心理素质满足一定的基本要求后,只要提前半年左右进行航天环境体验性的适应性训练就可以了。

但由于环境的挑战加大,登月旅客的选拔和训练应该比地球轨道飞行的游客更严格一些。在一般的体质检查基础上,应该进行前庭功能、立位耐力的检查,还要通过多项心脏功能检查,排除有隐性心脏病的可能性。同时,为了防止登月游客出现心理障碍,也需要进行一般心理素质的选拔。当然,在选拔标准和选拔方法上要比航天员选拔更宽松一些。

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失重飞机训练

在飞行前的训练方面,月球游客仍然要付出努力。首先,他们要阅读月球旅游指南和乘坐飞船的工作手册,了解飞船的一般性能特点和机舱中各种设施的布局与开关,熟悉乘员所用的各种各样生活设备,学习在失重和月球1/6g重力条件下如何吃饭、穿衣、行走、睡觉、运动和如何使用卫生设备和处理大小便。

在具体的特殊训练项目中,与其他类型的航天员一样,要经受航天特殊环境的考验,只是在时间和次数等方面要求低些。例如,他们也要进行离心机的超重耐力适应性训练,前庭功能训练,低压舱的缺氧训练,失重飞机的失重训练,月球的1/6g重力训练,及在飞船模拟器中进行飞船发射、上升、轨道飞行和返回阶段的飞行程序训练和体验。在训练中还要结合月球旅游的特点,了解在1/6g重力旅游的注意事项和在紧急情况下的安全救生知识。最后,旅客还要进行医学检查和资格考试,合格者才能参加飞行

载人登月已成为21世纪世界载人航天发展的热点,通过载人登月、建设月球基地,开发和利用月球资源,不仅具有重大的政治、经济和科学意义,而且对载人火星登陆、行星际飞行等载人航天技术发展也将产生巨大的推动作用。


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