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像熊一样冬眠去火星旅行

天文学与空间 2023-04-30 13:13:46

由欧洲航天局拍摄 在意大利制造的节点2舱中,欧空局宇航员保罗·内斯波利在他的睡袋里

节点2也被称为“和谐”,在内斯波利的埃斯佩里亚任务中,它被运送到国际空间站,搭载在“发现号”航天飞机的STS-120飞行中

信用:美国宇航局 冬眠的宇航员可能是节省任务成本、将航天器尺寸缩小三分之一以及在前往火星的途中保持机组人员健康的最佳方式

欧空局领导的一项调查表明,人类冬眠超越了科幻小说的范畴,可能成为太空旅行中改变游戏规则的技术

当打包返回红色星球的航班时,太空工程师必须为机组人员提供大约两年的食物和水

“我们说的是每个宇航员每周30公斤,除此之外,我们还需要考虑辐射以及精神和生理挑战,”Jennifer Ngo-Anh解释道,她是欧空局研究和载人和机器人探索有效载荷协调员,也是这篇将生物学和工程学联系起来的论文的作者之一

冬眠期间的麻木是一种诱发状态,会降低机体的代谢率

这种“假死”是希望保存能量的动物的常见机制

将前往火星的宇航员的新陈代谢率降低到正常状态的25%,将会大大减少供给和栖息地的数量,使长期探索变得更加可行

“哪里有生命,哪里就有压力,”詹妮弗·恩戈-安评论道

她补充说:“这一策略将最大限度地减少与被限制在宇宙飞船中相关的无聊、孤独和攻击性。”

自20世纪80年代以来,模仿治疗性麻木,即让人类进入冬眠状态的想法就在医院里出现了——医生可以在漫长而复杂的手术过程中诱导体温过低,以降低新陈代谢

然而,它不是能量的主动减少

访问其他星球所需的冬眠研究可以为地球上的病人护理提供新的潜在应用

美国宇航局宇航员凯拉·巴伦重新打开了欧空局哥伦布舱的门,此前两天两夜,空间站的侧舱被关闭,作为防止空间碎片的预防措施

2021年11月18日,马提亚斯在社交媒体上发布了这张图片,并配有说明:“美国宇航局宇航员凯拉·巴伦在关闭侧舱两天两夜以防范空间碎片后,重新打开了欧空局科学实验室哥伦布的舱口

这也标志着我们在节点2的睡眠派对的结束,当我回到我在哥伦布的CASA船员宿舍睡觉时。在第二张照片中,你可以看到前景是我的NASA宇航员同事的四个船员宿舍,我的临时斜“床”在后面

在太空中,方位并不重要——我睡得很好

“荣誉:欧空局/美国航天局 不要吵醒熊 动物冬眠是为了在寒冷、食物或缺水的时期生存,将它们的心率、呼吸和其他重要功能降低到正常生活的一小部分,同时体温降低到接近环境温度

缓步动物、青蛙和爬行动物非常擅长这个

熊似乎是人类在太空冬眠的最佳榜样

它们的体重与我们相似,体温只降低了几度——这个极限被认为对人类是安全的

像熊一样,宇航员在进入睡眠之前需要获得额外的身体脂肪

在冬眠期间,棕熊和黑熊会躲进它们的巢穴,经历六个月的禁食和固定

如果一个人在床上躺了六个月,肌肉、骨骼强度会大大下降,患心力衰竭的风险也会增加

“然而,研究表明,熊在春天健康地离开它们的巢穴,肌肉量只有轻微的损失

他们只需要大约20天就能恢复正常

这告诉我们,冬眠可以防止肌肉和骨骼的废用性萎缩,并防止组织损伤,”德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学医学教授亚历山大·丘克解释道

熊在睡觉

学分:MJ Boswell/知识共享属性2

0通用许可证 较低的睾酮水平似乎有助于哺乳动物的长时间冬眠;人类雌激素强烈调节能量代谢

亚历山大补充说:“女性或男性体内非常特殊和不同的激素平衡及其在调节新陈代谢中的作用表明,女性可能是首选候选人。”

享受你的豆荚吧 科学家建议工程师们制造软壳豆荚,并为甜蜜的冬眠进行微调:一个安静的环境,光线弱,温度低——低于10摄氏度——湿度高

宇航员将很少移动,但不会受到限制,并将穿上避免过热的衣服

可穿戴传感器将测量他们的姿势、温度和心率

每一个胶囊都应该被水容器包围,以起到防辐射的作用

“冬眠实际上将有助于保护人们在深空旅行中免受辐射的有害影响

远离地球磁场,高能粒子造成的损害会导致细胞死亡、辐射病或癌症,”亚历山大说

人类冬眠被推荐为太空的关键“使能技术”

冬眠或“假死”曾经是科幻小说的专利,也许有一天会成为深空旅行的重要推动者

冬眠将在小的独立舱中进行,当船员醒着的时候,这些舱将兼作船舱

假设一种药物会被用来诱发“麻痹”——冬眠状态的术语

像冬眠的动物一样,宇航员应该在麻木之前获得额外的脂肪

在预计进行的180天的地球-火星航行中,他们的软壳舱将会变暗,温度会大大降低,以冷却乘客

高能粒子的辐射暴露是深空旅行的一个主要危险,但由于冬眠的机组人员将在他们的冬眠舱中度过如此多的时间,因此屏蔽物——如水容器——可能会集中在他们周围

信贷:欧洲航天局 由于船员长时间休息,人工智能将在异常和紧急情况下发挥作用

亚历山大解释说:“除了监控功耗和自主操作,船上的计算机将保持航天器的最佳性能,直到机组人员被叫醒。”

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