他们还得面对外太空的辐射和失重的影响

无论是防晒霜还是补钙都无法为前往火星的太空旅行者提供足够的保护，他们还得面对外太空的辐射和失重的影响。

地球的大气层和磁场可以保护我们免受有害的太空辐射，但前往火星的旅行者缺乏这种保护

2021年5月，SpaceX将其原型星际飞船SN15发射到与商用客机相当的巡航高度，然后安全着陆根据该公司的说法，未来的火箭将能够一次携带100名乘客前往月球甚至火星可是，向火星发射火箭是一回事，将乘客活着送往火星是另一回事更难保证他们像离开地球时一样健康

据估计，火星之旅长达7个月除了携带足够的燃料，氧气，水和食物，飞船还必须提供一些在地球上很普通但能保证旅行者在太空健康的奢侈品

严重辐射和零重力环境

地球的大气层和磁场可以保护我们免受有害的太空辐射，但前往火星的旅行者缺乏这种保护因此，他们乘坐的航天器需要提供某种辐射屏蔽

例如，太阳发出的高能粒子与银河系外宇宙射线的辐射有很大不同因此，宇宙飞船需要不同的屏蔽方法

那么，去火星的宇航员会受到多少辐射呢这个辐射剂量在地球上是多少倍美国德雷克大学的物理学家阿塔纳西奥斯皮特里迪斯说，情况非常令人担忧根据他的团队的计算，宇航员在火星往返过程中的高辐射暴露估计在几个Sv的范围内作为参考，美国核管理委员会将放射性职业工人一年的累积辐射剂量限制在0.05Sv

太阳大气的变化也会对太空中获得的辐射量产生影响例如，大约11年的太阳周期将影响太阳发出的辐射量可是，由于太阳产生的辐射和来自外层空间的宇宙射线之间可能存在复杂的相互作用，因此可能不值得在这些周期周围安排发射

克里，美国休斯敦美国宇航局的辐射分析专家李说:辐射暴露受很多因素影响试图围绕太阳周期制定计划，就像试图把握股市的交易时间，通常以亏损告终

如果时间足够长，失重也会对人体造成严重伤害根据研究，空间站宇航员每个月承重骨骼中的矿物质密度会减少1%到1.5%他们的肌肉质量趋于减少，尽管他们做的运动和在地球上一样多

克里说:太空飞行有很多风险，但我不认为这是火星任务的绊脚石李说，已经有几名宇航员在太空呆了将近一年此外，有证据表明，相应的对策可以减缓和防止肌肉质量和骨密度在空间上的损失

目前辐射防护和人工重力有几种工程解决方案德雷克大学的一个本科生研究小组正试图计算这些方案的优缺点他们称这个项目为磁电航天器星际旅行的保护罩，简称MISSFIT

例如，如果你想通过旋转产生人工重力，你可能想让航天器的半径尽可能大，但半径越大，所需的磁场就越大，需要屏蔽辐射的范围也就越大，MISSFIT项目负责人Petridis说，总会有一个权衡。

MISSFIT项目旨在为物理专业本科生进行原创性研究提供宝贵经验皮特里迪斯说:我们试图让它成为一个令人兴奋的项目，任何与太空旅行相关的事情都令人兴奋

旋转航天器和辐射屏蔽

在火星之旅中，模拟重力条件的唯一实用方法是让航天器旋转并产生向心力理论上，你可以通过加速飞船来模拟重力，但这意味着要节流火箭燃料来提供重力，过了中点你就得踩刹车考虑到燃料需求，这种方法可以说是完全不切实际的

使用向心力的方法，飞船的旋转半径越大，可以采用环型结构——，可以感受到更像地球的重力可是，这种航天器也将更难发射，可能需要在太空中组装同时，为更大的空间结构提供足够的辐射防护将更加困难

德雷克大学物理学专业的本科生基根说:如果你愿意，你可以用铅包裹整个飞船，但它会变得非常重，这完全不切实际Finger说，这就是我们研究磁屏蔽的原因——试图减轻体重

在2021年4月美国物理学会的在线会议上，基冈芬格和他的同学讨论了这个项目的进展皮特里迪斯说:我们正在计算不同类型磁屏蔽的能量需求不同配置的磁场仍在研究中，而不是标准的双偶极系统磁屏蔽的形状也可以调整，以更好地适应航天器上生活区的配置

我们还需要考虑我们需要保护的辐射水平和特定能量，另一名参与该项目的物理学本科生威尔说托马斯说例如，物理屏蔽，防护服和磁场的结合可能最好地保护宇航员免受太空中不同类型的辐射

为了研究模拟重力对人体的影响，该项目还将扩展到生物学专业，目标是找到一种能够最大限度地降低深空旅行带来的整体健康风险的策略组合。

考虑到人体的复杂性，不同的模拟重力的方法可能略有差异"例如，重力梯度和科里奥利力对血流有什么影响"Petridis说，我们可以处理数学和计算，但作为物理学家，我们不知道心血管系统是如何工作的，所以我们需要跨学科的合作在现实世界中，这些问题本身就是跨学科的

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