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中国经济网|想移民去火星？留心宇宙辐射( 二 )


也就是说 ， 源自太阳耀斑的太阳宇宙线与源于遥远天体的银河宇宙线此消彼长 ， 共同构成极寒与接近真空以外 ， 太空中又一个恶劣环境来源 。 虽然 ， 一次产生致命辐射剂量的太阳爆发相当罕见 ， 但在银河宇宙线与规模相对小的太阳爆发共同作用下 ， 长时间执行深空任务的宇航员可能会累积下超量辐射 。
幸运的是 ， 生活在地球上的人们无需对这些来自太空中的高能粒子担心 。 这是因为大自然给予了地球磁场和浓厚的大气层 ， 成为抵御宇宙线的天然屏障 。 一旦我们远离地面 ， 宇宙线辐射强度会随之升高 。 例如 ， 民航飞机飞行在万米高空失去一部分大气的保护 ， 乘客与机组人员所受辐射剂量就比地面要高 。 在低地球轨道中生活的宇航员 ， 则会承受比飞机乘客更大的辐射风险 。 至于飞往月球的宇航员 ， 风险将更大 。
一旦去往火星 ， 必须脱离地球磁层保护 ， 进入深空飞行 。 此时 ， 银河宇宙线与太阳宇宙线辐射均将更强 ， 就像开着敞篷跑车去往火星 ， 缺乏相应防护 ， 恐怕凶多吉少 。
还有很长的路要走
2012年发射的好奇号火星车上 ， 搭载了一台名为“辐射评估探测器”（RAD）的仪器 ， 用来测量在飞往火星途中与降落在火星表面后 ， 好奇号火星车所接收的辐射剂量 。 在飞往火星与在火星着陆过程中 ， 好奇号实际是“火星科学实验室”号飞船的乘客 ， 而这艘飞船对宇宙线的防护水平与美国国家航空航天局（NASA）未来执行深空探测任务的载人飞船基本相当 ， 可以估计未来宇航员可能受到的辐射 。
RAD探测结果显示 ， 在来往火星共约360天的路程中 ， 一位宇航员可能受到0.662西弗辐射 ， 相当于NASA对宇航员在职业生涯中总辐射限制的62% 。 此外 ， 就算到了火星 ， 宇宙线问题仍继续伴随着人们 。 火星没有较强的内禀磁场 ， 无法像地球那样拥有自己的磁层 。 在太阳风吹拂下 ， 火星大气逐渐被侵蚀 ， 变得稀薄 ， 密度仅相当于地球大气密度的1%左右 。 因此 ， 火星大气无法为人类提供足够保护 。
根据“火星奥德赛”号的探测数据 ， 火星表面平均辐射水平约为国际空间站内宇航员所受辐射水平的2.5倍 ， 是地球表面日常辐射水平近13倍 。 这样的辐射水平短时间内不会对人造成不可逆伤害 ， 但长时间累积会带来癌症等各种健康风险 。 美国内华达大学研究者在2017年发表论文显示 ， 通过更优化的伤害模型评估 ， 火星辐射带来的健康风险比此前预计要高一倍 。 在火星生活 ， 更容易罹患癌症、中枢神经系统疾病、白内障、循环系统疾病与急性辐射综合征 。 为了健康生活 ， 大部分时间内 ， 火星移民们可能不得不待在地下庇护所中 。
目前 ， 我们对飞往火星与火星表面辐射状况的认识仍比较有限 ， 新数据在不断刷新人类认知 。 2017年 ， 科学家发现MAVEN探测器在一次强烈太阳爆发事件后测量到的辐射水平 ， 比好奇号火星车之前所测到的最高水平要高一倍 。 太阳活动存在11年周期 ， 每个太阳活动周强度又有所不同 。 距离我们最近的23与24太阳周强度均比之前几周强度低不少 ， 而在强度更高太阳活动周中出现的几十年一遇 ， 甚至百年或千年一遇的超强太阳风暴 ， 火星移民们要怎样面对？人类尚无法回答 。
实际上 ， 辐射问题仅仅是移民火星之路上要解决的诸多问题之一 。 在火星安营扎寨后 ， 火星移民们如何自给自足获取水、食物与能源 ， 扩大火星建筑的材料能否从火星表面提炼 ， 火星移民的经济与社会秩序如何形成 ， 是否存在与地球建立贸易往来的可能？这些问题需要科学家们进一步探索 ， 需要新的探测数据一点点解答 。
目前 ， 对于火星辐射问题 ， 空间天气学家们能做的是 ， 进一步认识太阳活动规律 ， 发展出更高效、更准确的预报模型 ， 从而更加准确估计宇宙线强度 ， 在太阳爆发事件发生之前及时发出预警 。 航天工程师们则致力于研制出更轻巧、屏蔽效能更高的防护材料 ， 给飞船与火星建筑提供更强防护性能 。 相信当火星移民真正实现的那一天 ， 去往火星的旅程一定舒适而安全 。


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