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人类首次成功模拟登陆火星 未模拟失重环境

2011年02月15日03:26京华时报李铁铮我要评论(0)
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人类首次成功模拟登陆火星 未模拟失重环境

  昨天,一名俄罗斯志愿者和一名意大利志愿者作为第一乘组模拟登陆火星。(视频截图)供图/俄罗斯生物医学问题研究所

  本报讯(记者李铁铮通讯员孙海荣)昨天,在俄罗斯首都莫斯科一处研究中心,“火星-500”试验的一名俄罗斯志愿者和一名意大利志愿者走出登陆舱,成功实现在“火星”表面行走。这是人类首次成功模拟登陆火星。

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  据了解,此次登陆持续了一个半小时,两名志愿者穿着质量32千克的太空服,踏上用沙子和石块模拟制作的“火星”表面,插下俄罗斯国旗、中国国旗和欧洲航天局旗帜。他们还用俄语和英语进行了演讲,并采集了土壤样本。

  2月12日,登陆舱已与主舱分离,并在“火星”表面着陆,包括王跃在内的3名志愿者将分批出舱,踏上“火星”表面开展科学研究。志愿者将分组模拟登陆火星,王跃和俄罗斯志愿者斯莫列耶夫斯基作为第二乘组,于18日模拟登陆火星。他们将身穿改装的俄罗斯“海鹰”航天服,打开登陆舱气闸,在火星表面开展作业。王跃将驾驶装有机械臂和摄像头的火星探测车,在火星表面采集岩石等。

  据悉,第三组志愿者于22日完成模拟登陆火星任务后,登陆舱将载着3名志愿者脱离“火星”表面,进入环火星轨道飞行,24日与主舱对接。3名志愿者将接受3天的隔离检疫,于27日打开对接舱门,同主舱的其他志愿者会合,开始返回地球。

  ■解读

  万里长征才走第一步

  正在莫斯科进行的“火星-500”试验,志愿者模拟登陆火星。这次试验在多大程度上能够验证真实的载人火星飞行?

  并未模拟失重环境

  “火星-500”试验中方项目负责人陈善广表示,“火星-500”试验模拟从地球飞向火星、登陆火星以及返回地球的全过程,总共520天飞行。这是一次非常有意义的探索,但仍然是部分模拟验证。它主要还是探索“人与环境”的相互作用,了解长期密闭环境下乘组的生理、心理问题及工作能力状况等。从某种意义上说,主要从航天医学的角度,部分地进行验证,获取相关数据等。试验没有模拟失重环境,并且是在地面静止的试验舱里进行,反映不了飞行动力学特征。因此,这次试验只是万里长征第一步。在人类真正登陆火星之前,类似的试验还要做很多。

  人类极限难以承受

  陈善广认为,人类要实现飞往火星,除了工程上需要突破的关键技术,最难的还是人的问题。即使有朝一日突破了载人航天器技术,但飞行过程中人行不行?这是很大的挑战。“火星-500”试验在地面还不能完全模拟这些状况,实际难度大得多。而人类往返火星,不但超出了目前为止人类太空停留的极限,还要完成登陆火星等很多复杂的工作,这对航天员生理、心理的挑战将是前所未有的。

  陈善广表示,近地轨道飞行试验表明,长期飞行对人的心血管系统、骨骼肌肉系统都有很大影响。人类从离开地球、进入轨道、登陆火星表面,再到返回地球,要经历失重、超重、低重力等多种重力环境,饱受重力变化之苦。这些变化对人体的影响,目前还缺少研究。在这次“火星-500”试验中也没有相应模拟,但将来必须得到充分验证。另外,长期辐射效应也很明显。人每一次进入宇宙空间都有辐射的危险,虽然有飞行器、航天服和药物进行防护,但毕竟有限。尤其是太阳质子事件难以预测,对仪器和人的危害都很大。心理问题更不可忽视,长期处于狭小密闭的舱内、远离地球家园带来的孤独感会很严重,还有乘组成员之间的文化、习性以及个性相容性等都是考验。医学保障也是个大问题。飞行途中航天员生病了怎么办?比如得了阑尾炎怎么办?所以这次“火星-500”试验,要求志愿者具有较高的自主性,因为地面支持非常有限。载人登月的通讯时滞是秒级水平,而火星飞行的通讯时滞达到20分钟,人或者仪器设备出现问题后,地面支持甚至无能为力,航天员要能够自主准确地处置。

  ■专访中方项目负责人

  真正登陆火星不能用传统飞行器

  昨天,“火星-500”试验中方项目负责人陈善广在接受记者专访时表示,月球应该作为登陆火星中继站,如果舍去载人登月,直接尝试载人登陆火星,将风险极大。陈善广还认为,将来真正进行星际探索时,传统的飞行器未必能派上用场。

  火星是人类登陆的理想选择

  记者:为什么大家对火星格外关注?

  陈善广:这首先是基于人们对地外生命的探索。人们想,地球上有高等生命,按此推理,其他星球会不会也存在高等生命?除了这种探索未知的好奇心理,探索火星对于理解地球生命起源乃至宇宙起源都有帮助。近些年来,人们发现,地球家园不再像以前那样美好。地球资源能够维持多久?能否满足人类可持续发展的要求?带着这种危机感,人们希望能够发现其他适宜生命孕育的星球,以延续人类文明,繁衍火种。火星是目前相对适宜人类移居的行星。在这些因素驱动下,人们把目光越来越多地投向了火星。

  记者:为什么说火星相比其他行星,更适宜人类移居和改造?

  陈善广:首先环境因素比较相似。火星有1%的大气层,尽管比较稀薄,这对于人类生存繁衍非常关键,它对人体有保护作用。另外,火星的自转周期为24小时37分,与地球几乎一样长。它以与地球相近的姿势绕太阳公转,一年中有四季交替和变化的气候。不仅如此,火星探测器已证明火星上有水。这些都是有利于生命形成的环境因素。相比太阳系其他行星,火星是人类登陆比较理想的选择。

  登陆火星前必须先实现登月

  记者:我国启动了载人空间站工程,它对于火星探索有什么意义?载人登陆火星之前还有多长路要走?

  陈善广:载人空间站是天基试验的很好平台。我国载人空间站建成后,将提供长期失重平台进行相关问题的研究。实际上,在真正载人登陆火星之前,载人登月和月表居留是重要的一步。将来登火星的一个目标是为了居留,从这个意义上说,可以先把月球作为中继站,建立月球基地,探索星际飞行的规律,为建立火星基地打下基础。如果舍去载人登月这个环节,直接尝试载人登陆火星,风险极大,航天员可能有去无回。

  未来可能突破传统飞行器技术

  记者:你能否大胆设想一下,未来的载人登陆火星会是怎样的模式?

  陈善广:将来真正进行星际探索,目前的模式恐怕不行。传统的飞行器未必能派上用场,有人提出时光穿梭机,这听上去与现在的认识不符,人们认为所有物质难以超越光速,但随着人们对于宇宙认识的深化,将来有可能突破这一技术。包括“暗物质”的意义也不可小视,科学上新理论新技术的发展将来都会给星际航行带来全新的模式。当然,前提是一步步扎实地做。一切皆有可能。

  记者:如果人类真的在火星长期居留了,地球人是否会演变成新的物种?

  陈善广:人类之所以成为人类,是适应地球亿万年自然进化的结果。如果有一天地球人真的移居火星,适应新的火星环境,不排除产生新的生命样式的可能。我们在近地轨道飞行中也讨论过,失重环境下的人会孕育出什么样的生命?这个生命在失重环境下成长,功能会发生哪些变化?从科学意义上说,这些研究其实很有意义,但同时也涉及人类伦理学问题。

  飞往火星至少需要两年时间

  记者:人类40多年前就登上了月球,为什么登陆火星仍然看似遥遥无期?

  陈善广:载人登月现在炒得很热。1969年,美国人捷足先登,率先在月球上留下了人类的足迹。现在很多国家都雄心勃勃提出登月的目标,但难度很大。相比之下,登火星的目标更加困难。飞行距离远得多,飞行时间显著延长。月球离地球大约38万公里,5到10天即可到达,一般2周可以执行一次往返任务。火星运行轨道形状为椭圆,离地球最近距离约5000万公里,最远距离则超过4亿公里。即使选择近地点往返,也要两年以上。

  记者:这个时间意味着什么?

  陈善广:目前人类太空连续飞行最长时间为438天,这个纪录是俄罗斯航天员波利亚科夫创造的。目前航天界相关研究积累的时间长度就这么多。火星飞行需要两年甚至更长的时间,会带来各方面挑战。无论是从飞行器及燃料储量还是航天员需要的食品、饮料、氧气等物资都显著增加,不仅需要大大提高火箭推力,还要发展成熟的再生式生命保障技术以至受控生态生保技术,才能综合解决这一问题。

  火星的重力加速度是0.38g,比月球大一些,这种低重力也会对航天员操作产生影响。火星车、火星服的设计制造都要适应这种重力变化。另外,探月时发现月尘非常细微,容易吸入肺中,需要采取专门的防护措施,类似问题在火星上也存在。这些环境对人的影响还需要进一步认识,目前的研究积累不够。

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[责任编辑:wytessliao]
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