火星太空站艺术家的印象

数学模型提供了人类登陆火星对健康的影响

图片来源:Dreamstime

澳大利亚国立大学(ANU)的空间医学专家开发了一个数学模型,用来确定宇航员登陆火星的安全性。

该团队模拟了长期处于零重力环境下对心血管系统的影响,以确定人体是否能够忍受火星的引力——火星引力没有地球上的那么强——而不会在走出宇宙飞船时晕倒或出现医疗紧急情况。

该模型可用于评估短期和长期太空飞行对人体的影响,并为未来人类登陆火星提供重要信息。

前往火星有多种风险,其中最大的风险之一是长期暴露在微重力下,这可能会导致身体发生根本变化,同时暴露在太阳的破坏性辐射下。

澳大利亚国立大学的莱克斯·范·隆博士是这篇论文的第一作者,他说:“我们知道到火星旅行大约需要6到7个月的时间,这可能会导致你的血管结构或心脏强度发生变化,这是零重力太空旅行带来的失重体验。”

“随着Space X和蓝色起源(Blue Origin)等商业太空飞行机构的崛起,富人但不一定健康的人进入太空的空间越来越大,所以我们想用数学模型来预测某人是否适合飞往火星。”

天体物理学家、急救医学注册医师艾玛·塔克博士说,长期暴露在零重力环境下会导致心脏变得懒惰,因为它不需要努力克服重力来将血液泵到全身。

“当你在地球上时,重力会把液体拉到你身体的下半部分,这就是为什么有些人发现他们的腿在一天结束时开始肿胀。但当你进入太空时,这种引力消失了,这意味着液体会转移到你的上半身,从而引发一种反应,让身体误以为液体太多了。”

“结果是,你开始经常上厕所,你开始排出多余的液体,你不会感到口渴,也不会喝很多水,这意味着你在太空中会脱水。”

这就是为什么你会在新闻中看到宇航员再次踏上地球时晕倒。这是在太空旅行中经常发生的事情,你在太空中的时间越长,当你回到重力时,你就越有可能摔倒。

“我们的模型的目的是非常准确地预测宇航员能否安全抵达火星而不晕倒。我们相信这是可能的。”

由于火星和地球之间的信息传递存在通信延迟,宇航员必须能够在没有得到支持人员立即帮助的情况下执行任务。这个无线电静默窗口期根据太阳、地球和火星在其轨道上的排列而不同,但可能持续至少20分钟。

van Loon博士说:“如果宇航员刚走出宇宙飞船就晕倒了,或者出现了医疗紧急情况,火星上没有人会帮助他们。”

“这就是为什么我们必须绝对确定宇航员适合飞行,并能适应火星的引力场。他们必须能够在关键的最初几分钟内,在最少的支持下有效地操作。”

该模型使用了一种基于从过去的太空探险(包括阿波罗任务)中收集的宇航员数据的算法,以模拟前往火星所涉及的风险。

尽管用来为模型参数提供信息的太空数据来自于受过良好训练的中年宇航员,但研究人员希望通过模拟长期太空旅行对已有心脏疾病的相对不健康的个体的影响来扩展模型的能力。这将为研究人员提供一个更全面的图景,如果一个“普通人”进入太空会发生什么。

报名参加E&T新闻邮件每天都能收到像这样的好故事。

最近的文章

Baidu
map