manbext手机版 >教育 >科学家的目标是保护宇航员免受致命的太空辐射 >

科学家的目标是保护宇航员免受致命的太空辐射

2020-01-13 15:21:05 来源:工人日报

  

辐射。 它无处不在,从核武器的射击到医疗X射线。 它是癌症的原因,但它也是癌症治疗的首选形式之一。 在太空中也有很多,如果我们想安全地将宇航员送到火星,那就是一个问题。

通常被称为辐射的带电粒子对于在太空旅行的任何人来说都是一个严重的威胁,无论是留在国际空间站还是其他地方。 地球的磁场通过将粒子捕获在环绕地球的辐射带中来保护地球上的人免受辐射。 太空中的这些圆环形区域称为范艾伦带,距离地球表面36,000英里。 在地球的轨道内,宇航员受到保护,但是如果没有冒险经过它们,你就无法到达月球,火星或其他地方。 一旦宇航员穿越范艾伦安全带并超越范围内的危险 - 因为它们捕获了这些有害颗粒 - 它们的身体就会变得脆弱。

深空宇航员必须应对两种类型的辐射。 第一种是由银河宇宙射线,高能粒子组成,以接近光速的速度传播。 这些宇宙射线主要是质子,但也可以由较重的元素组成,可以破坏人类DNA,触发突变并改变基因转录。 当基因转录发生时,DNA产生RNA,其携带从DNA到体内细胞的指令。 当该过程发生变化时,RNA会向细胞发送不完整的指令。 从中期和长期来看,这些错误可能成为永久性突变。

人类似乎不可避免地要去火星,因此公共和私人公司都在测试并重新测试这一旅程的各个方面。 但除非他们弄清楚辐射问题,否则所有准备工作都没有实际意义。

维克森林再生医学研究所的科学家刚刚完成了一项由NASA资助的研究,该研究探讨了火星任务可能对宇航员产生的辐射效应。 该团队专注于造血系统,主要由骨髓,脾脏,胸腺和淋巴结组成。 “我们从对原子弹幸存者的研究中了解到,造血系统是人体对辐射影响更敏感的组织之一,”该项目的高级研究员维克森林大学的Christopher Porada说。 与许多其他类型的癌症不同,白血病可以迅速发展。 Porada说:“在这两年的时间内,它实际上会影响任务和宇航员的健康状况。”

银河宇宙射线的辐射剂量率较低; 在短途旅行期间,这不是一个严重的问题。 Porada说:“登月,宇航员的辐射非常小。” 但它的累积效应意味着在更长的火星任务期间(至少两年,往返),辐射是一个更大,更现实的威胁。

04_28_SpaceSuits_02 太阳耀斑是由太阳动力学天文台于2011年6月7日拍摄的。由太阳耀斑等太空天气事件排放的粒子可在短期内严重影响宇航员,破坏中枢神经系统并导致运动功能和认知功能受损功能。 NASA / SDO /路透

但这个消息并非一片黯淡:同一个团队认为,每日口服维生素可能能够保护宇航员免受太空辐射的有害影响。 Porada说:“我们发现一种膳食补充剂似乎可以恢复约75%的细胞潜能,如果我们将它们暴露在细胞中之前将它们放在细胞上。” 药丸不能很好地口服吸收,因此团队正在努力提高补充剂的溶解度。

如果我们无法从内部保护,那么从何而来? StemRad是一家位于特拉维夫的以色列公司,专门为核工人和急救人员提供辐射防护。 现在它设计了一种能够保护宇航员免受太空辐射伤害的背心。 器官,组织和干细胞特别容易受到辐射,而背心则专门用于屏蔽那些脆弱的区域。 背心有一个很大的警告:宇航员必须全天候穿着它们。 StemRad的目标是为每位宇航员量身定制每件背心,以获得最大的舒适度和灵活性。

该公司于3月3日宣布,该背心将用于探索任务-1,这是美国宇航局新型太空飞行器Orion的无人驾驶测试,目前计划于2018年末推出。 两个假人将在其环绕飞行的飞机上飞行。 只有一个假人会穿上StemRad的背心。 在他们康复后,NASA将对两个假人进行测试,以确定背心辐射防护的有效性。 (美国宇航局也有可能决定将人员安排在EM-1上;它正在进行一项可行性研究。没有关于人类是否穿上背心的消息。)

不幸的是,美国宇航局需要担心的第二种辐射类型是:太阳辐射。 “太阳质子事件或太阳粒子事件是由太阳发射的高能粒子,”美国宇航局太阳物理学部门的学科科学家Elsayed Talaat说。 空间天气事件(如太阳耀斑)释放的粒子可在短期内严重影响宇航员,破坏中枢神经系统,导致 。 从长远来看,这些颗粒会增加癌症风险。

04_28_SpaceSuits_03 2013年,美国宇航局的探测器在地球周围发现了范艾伦辐射带。 NASA / SDO / AIA /戈达德/雷克斯/ AP

美国宇航局正在测试各种方法来保护火星宇航员免受太阳辐射。 猎户座宇宙飞船将配备辐射传感器,如果发生太阳耀斑或其他辐射事件,机组人员将收到通知,机组人员将有30分钟到几个小时的时间 - 在航天器的货物区域内避难,保护他们自己来自大部分的辐射。

但是,如果科学家可以预测这些爆炸以及是否会引发辐射事件呢? “我们的最终目标是对这些空间天气影响的可预测性,”塔拉特说。 “如果你能够预测这种现象,那么这有望成为物理理解的最终目标。”

很明显,保护宇航员免受太空辐射影响的答案在于平衡:外部与内部,预测与保护。 无论NASA如何做到,辐射问题都是我们需要解决的问题。 否则,我们正在寻找一个无处可去的漫长未来。

(责任编辑:厉槁窟)
  • 热图推荐
  • 今日热点