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科学家参与模拟生存365天,人类距离登上火星还有多远?

时间:2016年09月01日 信息来源:中国科技网-科技日报 点击: 【字体:

模拟火星环境的圆顶屋坐落在夏威夷莫纳罗亚火山贫瘠的北坡

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图为志愿者在模拟任务期间做科学实验


在重返地球后,参与模拟火星实验的法国科学家维瑟表示,人类在不久将来前往火星是“可以实现的”“技术和心理障碍都可克服”。


在“欢迎返回地球”的欢呼声下,当地时间8月28日早9点,来自美、德、法三国的6位科学家走出“密封舱”,结束了在夏威夷莫纳罗亚火山为期一年的模拟居住火星实验。


这些科学家的“封闭”实验生活什么样?他们“重返”地球感受如何?人类距离登上火星还有多远?


实验生活什么样 外出要穿太空服


美国航天局打算在2030年左右可能把宇航员送入火星轨道,2039年派人登上火星。凭借现有技术,将人类送上火星耗时预计长达1年到3年,而目前宇航员在国际空间站通常仅停留6个月。


因此,美国航天局开始在地球上模拟太空旅行,为火星之旅做先期准备。这项名为“夏威夷太空探索类比和模拟”的实验此前已经实施三场,第一场实验内容为如何在火星上做饭,后两场则为隔离环境下人类共处实验,时长分别为4个月和8个月。


而刚刚结束的正是时间最长的第四次模拟生存实验。这次实验中一共有6名志愿者参与,他们中有天体生物学家、物理学家、建筑师、航天工程师、医生以及土壤科学家。实验基地位于夏威夷莫纳罗亚火山贫瘠的北坡,这个地区是地球上最接近火星环境的地方。


在过去一年的时间里,这些志愿者被置于在一个模拟火星环境的圆顶屋之下,生活在无法接触新鲜空气的“密封舱”中。他们的生活范围可以离开那个圆屋顶,但出去必须穿上氧气有限的沉重的宇航服。


他们吃的是粉状奶酪、鱼罐头等食物。食物是定期配给的,而且非常有限。每两个月他们才会获得一次水的补给,而食物补给则是每四个月一次。


在这个模拟环境中,他们与外界联络仅限电子邮件,而且人为延迟20分钟,以模拟太空通信。


应急处理人为突发事件


为了实现把人类送上火星的目标,NASA想搞清楚长期隔离地球的生活给宇航员心理造成的影响。


在这个模拟实验过程中,研究人员会利用摄像头,身体运动追踪器等方式来监测志愿者们的生活。透过这些数据,研究人员希望能研究出随着时间的推移,他们之间的团队凝聚力情况以及可能影响团队表现的社交、情感等因素。


研究者还为志愿者们提供了定制的虚拟现实游戏,用来缓解他们因长时间隔离地球而带来的孤独感。


当然真实的火星生存一定会面临很多挑战,因此研究人员也设计了很多突发事件来考验他们的团队凝聚力。


比如,突然告知这些志愿者们,生存所在地将马上遭遇致命辐射冲击,这样他们可能需要在穹顶之外利用冷却的熔岩洞临时充当庇护所;此外,他们还会处理像停电或工具损坏等突发状况。


此外,在这一阶段的实验中,他们还会模拟外太空环境进行一些药物治疗,比如治疗流感或者骨折等。


目前研究人员已经开始对这次实验收集来的数据跟此前几次模拟生存实验数据做对比。他们希望这些研究能帮助未来进入太空的宇航员们在遭遇类似问题时,有办法尽快解决它。


而这个项目也没有就此停止,它将在明年1月启动下一阶段的实验。在这个阶段中,研究人员将着重关注如何挑选合适的宇航员以及团队组建等问题。


归来谈感受 与世隔绝寂寞难耐


在一个直径11米、高6米的圆顶屋中封闭生活365天,是什么感觉?恐怕只有刚“出舱”的6名科学家才清楚个中滋味。


美联社8月28日报道,对模拟火星生存实验的参与者而言,在火山坡上的密封舱里生活一年后,他们十分渴望阳光、空气和可口食物。“想要跳进海里畅游,享用新鲜食物”——这样普普通通的生活成了最大的愿望。


来自美国的参与者特里斯坦·巴辛思韦特说,他迫切想要住进一处有窗户的地方。“我的天哪,想想看,一整扇窗户都是我一个人的?我简直不知道该怎么办好了。”他说,“过去一年我们共享的那一扇窗户只有一块中号比萨饼那么大。”


人际关系备受考验


专家认为,人类登陆火星的一大挑战是旅途耗时漫长、活动范围狭小,人际冲突几乎无法避免。而这可能直接影响火星旅行时团队的表现。


为此,在这次为期一年的模拟实验中,参与者除了各有一间能放下小床和桌子的小房间,几乎没有个人隐私空间。研究人员通过摄像头、人体运动跟踪器和电子问卷调查的方式,了解参与者在漫长隔离生活中心理变化和精神压力,为未来真实火星飞行提供经验。


巴辛思韦特说,他有时感觉“无聊得要命”,而这种感觉会让人变得极其敏感、情绪化。


“别人做的一些小事,放在平时你根本就不会留意到,但在这儿,你会想把他们绊倒在楼梯上。”巴辛思韦特在实验期间接受美国《赫芬顿邮报》电子邮件采访时说。


来自德国的参与者克里斯蒂亚娜·海尼克也说,由于与世隔绝,他们面临的“最大敌人之一就是无聊”。“你必须要有意愿、有能力适应他人,做出妥协。”她说。


为了克服这些问题,实验参与者们力争让自己忙碌起来,避免情绪低落影响人际关系。他们合理利用有限资源,完成研究任务,或是专注于兴趣爱好。


巴辛思韦特喜欢阅读,在实验期间还兼顾攻读建筑学博士学位、学习烹饪;同样来自美国的参与者谢伊娜·吉福德则撰写发表了多篇网络报道。


“无论是好是坏,你在与世隔绝环境中学到的一切都是经验。”美国参与者卡梅尔·约翰斯顿说。


火星旅行有多远 跨越技术和心理双重障碍


在电影《火星救援》里,马特·达蒙饰演的科学家被留在了火星上,度过549天的漫长时光,为人类生活在火星的未来畅想开启的一扇接近现实的大门。此次项目就上演了现实版的《火星救援》。


海尼克说,实验的一大成功在于,他们在干燥环境中找到水。


她说:“实验证明,我们能从看似干枯的土地中获得水源。这意味着,人类未来在火星上也能利用小型温室结构获得水。”


参与实验的法国生物学家西普里安·维瑟认为,模拟实验成功,真正的火星之旅现实可行。


“我的个人感受是,在不远的将来,火星旅行可以成为现实。技术和心理上的障碍都能被克服。”他说。


20年内有望实现梦想


火星能否成为人类的新家园?对此,果壳网科学人主笔、宇宙学博士虞骏认为,火星是一个长期来说有可能会去移民的星球。火星的温度白天最高可以到十几度,但其他时间段温度很低的;火星大气是不适合我们呼吸的,二氧化碳比较多,几乎没有氧气。


“人类想要去火星生存,比如电影《火星救援》,首先要解决的就是食物、水和空气, NASA2020年将要发射的下一代火星车,一项任务就是通过一个实验装置,就地取材能不能从它的土壤或者是土块里面给提取出氧气出来。水已经搞定了,NASA的凤凰号探测器已经在火星的高纬度地区发现地表下有大量冰。”虞骏说,“很有可能在2030年前后,不到20年的时间,人类真的踏足到火星上。”


(作者:佚名)
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