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您正在观看美国宇航局阿尔忒弥斯1号任务的飞行准备简报。该机构的阿尔忒弥斯任务被誉为太空探索新时代的开始。这将是迈向巨大飞跃的一小步。本周,美国宇航局发射了阿尔忒弥斯1号,这是该系列任务中的第一个,最终将人类送回月球,这是50多年来的第一次。
但有一个很大的不同。这次我们回去是为了留下。美国宇航局希望在2025年之前将人类送上月球。但在此之后,他们还有更大的计划。他们希望建造一个环绕月球的太空站和一个永久性的月球基地本身。我们的目标是运用我们在月球上生活和工作的经验,然后继续探索太阳系。
我们的计划是让人类在2040年登上火星。一个永久性的月球基地和火星任务可能是成为多行星物种的第一步,地球不再是我们的唯一家园,我们不会局限于一个脆弱的淡蓝色星球,以防发生灾难。最终,我们可以想象一个充满人类生命的太阳系。人类在太空中的定居点。
数万人将在那里生活和工作。但有一个非常基本的问题阻碍了这一目标。我们在这里遇到一个问题。
太空环境恶劣。它想要杀死我们。科学作家丽贝卡·博伊尔。你知道,我们进化到只适合在这个星球上生活。我告诉你,那里很冷。无论是失重、辐射还是隔离,太空对许多不同种类的生命来说都是麻烦。很难饲养鱼类、老鼠、小鼠或任何其他我们带到太空的物种。可悲的是,有53只老鼠死在了太空,还有8只沙鼠。
即使在微重力环境下种植植物也很困难。这使得美国宇航局关于永久性存在于地球以外的宏伟愿景成为一个相当冒险的主张。太空环境非常恶劣,即使穿着宇航服并有空间站环绕着你,也很难在那里待任何一段时间。好了,大家,听着,我们现在面临许多长期性问题。我们几乎不了解太空的危险,尤其是在远离地球长期生活的情况下。
例如,已经有600多人进入过太空,但只有24人(不到4%)距离地球超过几百英里。我们想确认世界是圆的。而这少数人几乎没有在那里待过很长时间。我的意思是,最长的阿波罗任务也只有几天。奥德赛休斯顿,欢迎回家,完毕。
这就是阿尔忒弥斯计划的用武之地。它通常被认为只是太空探索的下一个合乎逻辑的步骤,但它也是一项实验,旨在检验美国宇航局宏伟愿景的可能性。所有这些计划的真正目标是学习如何在远离地球的地方生活和工作。情况有多糟糕?我们能承受多少?我是诺姆·哈森费尔德,本周在《难以解释》节目中,我们将探讨太空对人体的影响。
如果我们计划在月球甚至火星上永久存在,我们能确定我们真的能在那里生活吗?
我们几乎所有关于人类长期太空影响的知识都来自近地轨道,这个太空区域距离地球表面只有几百英里。宇航员安妮·麦克莱恩就在国际空间站上度过了相当长的时间。“你等待一生去太空发射,然后突然间它发生了。”安妮于2018年发射到国际空间站。“我只是记得感觉到了推力,以及一种你正在离开地球的顿悟,这很难形容……”
但这就像你在处理大脑没有能力处理的事情,因为以前从未有过类似的事情。当她摆脱重力拉力时,她转过身,凝视着这个小小的圆形窗户。“一片漆黑。然后我看到像本生灯火焰一样的小东西,你知道,像蓝色火焰一样。”
我心想,嗯,那是……我想知道我们宇宙飞船上的火焰是什么。我意识到,随着它的变大,它实际上是太阳从地球的曲率上升起。我正在观看我的第一次日出。
安妮在国际空间站上度过了204天,周围是冰冷、黑暗的太空真空。“空间站的墙壁非常薄,这非常令人惊讶。你知道,当你第一次到达那里时,你会想,哦,天哪,我不想不小心在墙上打个洞。这不太可能发生,但这些是你第一次到达那里时脑海中会闪现的想法。”没过多久,她就注意到了这些墙壁无法挡住的危险。
首先,是电离辐射——这些微小、快速移动的粒子是从太阳或遥远的超新星爆炸中喷射出来的。想象一下,如果微小的原子变成了子弹。许多这些亚原子粒子直接穿过空间站的墙壁。“当我们在空间站上晚上闭上眼睛时,如果你被辐射击中,你可以看到看起来像流星一样的东西从你眼前飞过。”
目前还不完全清楚这是如何发生的,但一种理论是,这些粒子可能会撞击宇航员的视网膜并使其视杆细胞和锥体细胞发射,这将导致他们看到实际上不存在的光闪。而你第一次看到它时,你会想,哇。因为我们在地面上听说过辐射,然后我们想,哦,天哪,这个像高速原子一样穿过我脑袋的东西可能对我的身体不好。
除了辐射之外,还有重力问题。“重力是一种极其强大的力量。当它离开你的身体时,你的体液会向上移动。”你的身体被设计成不断地将血液从你的脚向上泵送,只要重力向下推,这是有意义的。“这就像你拿起你认为是满的空可乐罐,然后你有点像,‘哇!’然后你快速地把它捡起来。”微重力改变了宇航员眼球周围的压力。“有些人会经历视力变化……”
因为你可能会认为眼球后部压力更大。所以,它们不是杏仁形状,而是变得更圆一些。骨密度也是一个问题。这就是为什么现在当你看到空间站上的宇航员时,你会看到我们在举重。因为她的脊椎没有被重力持续压缩,安妮的椎骨之间的间隙实际上扩大了。“我在太空中长高了将近两英寸。这很好,但是……”
除了她的裤子。“我到了那里,穿上那条裤子,我想,‘我为什么选择这条裤子?它们只到我的脚踝。’”直到她回到地球。“我在几天内就缩回去了,非常痛苦。”最后,就是长时间被限制在这个小小的盒子里。我们确实谈到了一些太空迷雾,它会让你不太可能快速思考事情。
美国宇航局本身承认,隔离带来的心理影响是长期太空任务中最危险的未知因素之一。“我的确有一些日子,我只是感觉我从未醒来过。感觉我整天都在半睡半醒。”对于许多宇航员来说,这些变化,如认知障碍、骨骼问题、视力问题,即使在他们回到地球后也会持续存在。
但这只是太空对近地轨道上的人的影响。随着宇航员离地球越来越远,情况会变得更加困难。以辐射为例。由于国际空间站非常靠近地球,它实际上受到地球磁场的屏蔽,免受大部分宇宙辐射的影响。因此,即使国际空间站上的辐射足以看到这些闪光,但更远的地方会更糟。“是的,一系列随机的线条……像地平线上有雷暴的闪烁地平线一样移动。”阿波罗宇航员报告了大量的这些闪光。“哦,天哪,有一个很好的,左眼正中间。它开始是一个半圆形,然后像铅笔一样折叠成一个点,然后消失。”只有24个人短暂地暴露在这种辐射下。仅仅从这个有限的样本中,就有理由担心。
根据2016年的一项研究,这些宇航员死于心脏病的可能性是那些靠近地球的宇航员的四到五倍,仅仅是因为他们离开地球磁场不到两周,这就是为什么阿尔忒弥斯有一个实验来测试长期影响。这将是有史以来第一次……
多年来进入深空的生物任务,也是有史以来第一个携带生物进入深空的微型卫星。塞尔吉奥·桑塔玛丽亚是阿尔忒弥斯1号上BioSentinel实验的首席科学家,该实验正在测试远离地球的长期辐射影响。它不会有人类,但它会有非常接近的东西。酵母恰好……
与人类及其对辐射的反应非常相似。辐射会损坏细胞部件,甚至DNA。为了了解这在深空中是什么样子,Biosentinel将从阿尔忒弥斯的火箭发射到围绕太阳的轨道上。“我们获得关于它们生长速度的信息,我们将在六个月内进行这些实验。因此,我们可以获得更多关于例如银河宇宙射线的影响的信息。”
塞尔吉奥在地球上使用粒子加速器将酵母暴露于辐射中,他发现它的生长速度较慢。但这只是对于像酵母这样简单的东西而言。我们对宇宙辐射对人类长期影响知之甚少。“它可以做很多事情,你知道,可能会增加癌症的影响。”
在其他生物体如细菌中,它可以产生使它们更好或更坏的突变。“你知道,它们甚至可能变得更有致病性。这是一个随机过程。它不会特别击中某物。你可以在任何地方产生突变。”因此,地球磁场外部的区域显然带来了一些严重的问题。
但有了阿尔忒弥斯,美国宇航局并不打算止步于此。他们计划走得更远,最终建立一个永久性的月球基地。科学作家丽贝卡·博伊尔说,宇航员希望在那里一次待几个月,这将使他们能够做两件主要的事情。第一,他们将学习如何在极端环境中生存,为美国宇航局的火星任务做准备。最终,人们将永久居住在那里。
永久地轮换进出,就像我们在南极洲或空间站那样。第二,月球上存在有价值的资源,包括其南极的水冰。理论上,你可以获得这种水,它可以被用作火箭燃料。如果美国宇航局能够从这种水冰中提取氧气,月球基本上可以成为未来火星任务的加油站。但尽管有所有这些潜力,月球并不是一个令人欢迎的地方。
首先,尽管月球上的重力比国际空间站上强,但它仍然比地球上弱六倍。事实证明,这恰好是它真正开始扰乱你感知的阈值……
人们会感到头晕。“实际上有很多宇航员在月球上摔倒的视频。我摔倒了。就像脸朝下摔倒一样。我刚开始就弄得很脏。你确实如此。”他们完全迷失了方向。“你的前庭系统无法确定你在太空中的位置。是的,我看起来像一头在四处蹒跚的大象。”除了较弱的重力拉力之外,
在月球上生活的宇航员还必须应对月球之夜。这是另一件使月球非常不愉快的事情。月球上的任何一个点每月都有两周时间背对太阳,这会导致一些非常低的温度。“没有大气层,没有压力,没有温暖的阳光或头顶的云层。对于基本技术来说,生存下来都很困难,更不用说人类了。”
然后还有一种危险,这种危险可能比辐射、弱重力或严寒更可怕:月球尘埃。由于几乎没有大气层,任何由于宇宙飞船到达或离开而四处移动的尘埃都会像擦洗垫一样飞舞。“阿波罗宇航员不断地与月球尘埃作斗争。天哪,我的面罩上已经有这么多灰尘了,我得擦掉它。”
不断有微陨石撞击月球,这会扬起大量的尘埃。“我告诉你,很容易沾上灰尘,但这对任何人来说都不是什么新鲜事。”有些尘埃的速度足够快,以至于它基本上进入了轨道,而且没有空气来吸收任何这些粒子或减慢它们的速度。“好吧,你得在这次之后给我今年的尘埃。”
我回听了阿波罗17号(最后一次登月任务)的录音,老实说,几乎每隔几分钟,两位宇航员就会担心灰尘。“啊!天哪,太脏了。”
但月球不像地球那样有风或波浪使尘埃变软。每一粒月球尘埃都是参差不齐且锋利的,所以它就像子弹一样四处飞舞。尘埃会粘在宇航员的宇航服上。“扁平的尘埃。一旦你把它弄上去,你最好就忘了它。”
然后当他们进入着陆舱时,它到处都是。所以无法避免吸入它。他们都对此抱怨不已,它弄疼了他们的喉咙,并给他们一种感冒的感觉,就像你因为吸入了太多垃圾而鼻塞一样。“我一生中从未见过这么多灰尘。”
其中一名宇航员实际上因此生病了。在飞行后汇报中,宇航员吉恩·塞尔南说,引用:
除了尘埃。“天哪,我讨厌这种尘埃。”这是他在月球上待了几天处理月球尘埃后最大的担忧。所有这些问题都可能造成急性问题。但长期接触则完全是另一回事。以月球尘埃为例。我们知道它使宇航员在月球上生病,但研究表明,长期接触可能会导致未来患癌症等严重疾病的风险更高。
因此,当你将其添加到死于心脏病、宇宙辐射的几率更高时,长期处于深空可能并不完全安全。它确实有可能缩短你的寿命。但即使生活在太空总是危险的,
美国宇航局不会等到长期风险降为零,他们对像安妮这样的宇航员完全坦诚。“我从认知上理解这些危险,但我不能说不。这是我的热情,我只是想探索。”丽贝卡说,某些技术可以降低长期生存的风险。例如,美国宇航局正在研究可以减轻弱重力影响的药物。他们的想法是用一种可以吸收更多宇宙辐射的塑料制造宇航服。
说到月球尘埃,美国宇航局正在试验一种光滑的宇航服涂层以防止其粘附。但有一个有趣的解决方案可以潜在地同时解决许多这些问题。月球上实际上有一些由熔岩流坍塌造成的洞穴。
因此,理论上,你可以进入这些圆顶状的洞穴区域并在月球土壤下挖掘。“位于洞穴内的月球基地可以在月球夜晚保持温暖,并且可以免受持续不断的月球尘埃的影响。如果你在洞穴里,你也会受到宇宙射线和太阳射线的保护,就像你……”
受到任何类型的微陨石或辐射的轰击的保护。这并不像听起来那么牵强。就在今年7月,美国宇航局发现了一系列深坑或月球洞穴,其温度恒定在华氏63度。
这意味着月球上的第一批永久定居者很可能成为穴居人。“你知道,回到对人类第一次有效的方法。是的,这是真的。回到洞穴里,创作他们自己的艺术,未来的人们可以谈论他们在画他们的探测器而不是公牛时是什么意思。这是一个非常棒的想法。”一个位于月球洞穴中的月球基地,一个在后台工作的采矿作业,提取材料为深空火箭提供动力。
一个环绕月球的太空站作为这些任务的中转站,以及一颗飞向火星的火箭,随着它越来越远,慢慢地变成许多微小的光点之一。归根结底,也值得问一下,为什么?鉴于我们仍然只知道远离地球长期存在的风险的一小部分,这一切都值得吗?我们为什么一开始就想让人类生活在太空中?
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随着阿尔忒弥斯计划的实施,美国宇航局正在进入太空探索的新时代。阿尔忒弥斯1号正在进行科学实验。阿尔忒弥斯2号将把人类送往月球并返回。阿尔忒弥斯3号有望在2025年将第一批人类送回月球,这是50多年来的第一次。在那之后,他们希望建立一个永久性的月球基地,这将教会我们如何在远离地球的太空中长期生存,并最终为火星任务做准备。
但这引发了一个问题:如果这真的是关于太空探索的,我们为什么还要将人类送入深空呢?为什么不继续发送探测器呢?首先,有一些明确的地缘政治原因。
中国和俄罗斯计划在2036年前建立一个联合的永久性月球基地。所以这可能仅仅是争夺第一。但对于美国宇航局天体物理学家乔纳森·江来说,在世界各地生活更为紧迫。与其说是选择,不如说是必要。“我认为任何生命都喜欢传播,你知道,为了长期生存,你需要移动。如果你待在一个地方,你不会活很长时间。”
据我们所知,地球可能是宇宙中唯一有生命的星球。“假设我们独自一人,我们很珍贵。如果我们被摧毁,这意味着宇宙中的生命就结束了。”这种毁灭并非难以想象。有一长串可能毁灭我们的世界末日事件。
小行星、大流行病、气候变化、全球核战争。“人们说,‘呃,不,不会发生的。’但你查看世界末日时钟网站,现在发生全球核战争的几率。它不是零。当你开始查看越来越长的时间范围时,这种毁灭开始变得更合理。假设你买了一张彩票。中彩票的几率非常低,但你每天买一张彩票,持续数百万年,你最终会中奖。”
乔纳森说,从更长远的角度来看,最终有必要移到比火星更远的地方。因为太阳不会永远存在。“如果我们想让人类拥有未来,即使我们的太阳死了,我们也必须成为多行星物种。为了思考如此遥远的未来的危险,我们需要活得足够长才能到达那里。”
对乔纳森来说,确保人类存在的最佳方法是从现在开始学习如何在远离地球的地方生活,无论这有多困难。但并非每个人都想考虑数十亿年后的未来。“我不想轻易放弃地球。”
你知道,这是我们进化而来的星球。科学作家丽贝卡·博伊尔再次说道。“我们只有一个家园,我认为想象一下,‘好吧,太晚了。这个地方现在很糟糕,因为我们搞砸了。我们必须去别的地方。’而且,地球确实可能发生可怕的事情。但火星现在非常糟糕。它已经有点像地球在某种灾难性事件后可能变成的样子。”
所以,是的,最终,非常非常最终,我们将不得不离开地球才能生存。但这并不是现在甚至在2040年进行火星任务的最佳理由。
尽管如此,还有其他令人信服的理由让我们学习如何在远离地球的地方生活。“这是一个难以到达的地方。这是一个难以生存的地方。这需要大量的能量和风险,无论是在生命方面还是在资本方面,才能做到这一点。”应对太空的危险会导致创新。从手机摄像头到无线耳机再到运动鞋,这些新技术都源于阿波罗计划。此外,研究这些极端环境……
可以真正帮助地球上的人们。关于骨质疏松症和微重力等问题的许多研究对地球上患有骨质疏松症等骨密度问题的人们有很大影响。最后,说到科学……
人们可以做一些探测器无法做到的事情。“对我来说,这是已知未知数和未知未知数的概念。”宇航员安妮·麦克莱恩再次说道。“探测器和无人驾驶飞行器非常擅长回答我们知道问题的答案。我们知道我们想在哪里看。我们知道我们想找什么。”
但是当你把一个人放在某种情况下时,他们有能力向旁边看,然后说,嘿,那是什么?什么东西吸引了我的注意?为什么那里看起来不一样?阿波罗15号上确实发生了这种事情,当时宇航员正在寻找月球岩石。
科学家们推测,发现这种被称为玄武岩的特定类型的岩石将表明火山活动。休斯顿已经确定了他们认为将要发现这些岩石的地方,他们已经完成了整个任务,并且他们要回去了。但随后一名宇航员注意到计划路线之外的东西。“在他眼睛的角落里,他看到了他知道是玄武岩的东西。哦,天哪。嘿,有人,请稍等一秒钟。好的。”
他说,我们必须去拿它。但美国宇航局已经告诉他们结束任务,他知道他们不会给他额外的时间去检查这块岩石。所以他们说,好吧,让我们告诉他我们的安全带坏了,所以我们必须停下来调整一下。“明白,马克,你停下了。”他下了车,跑过去,捡起了这块石头……
好吧,另一名宇航员说,我不希望休斯顿问我们任何问题。所以我只是要说话。所以你只是听到他说,“休斯顿,我只想为你描绘这幅画面。这只是一幅美丽的风景。”他一直在说话,以便他去捡起那块石头。那块石头在科学上非常有趣。这块石头被称为“安全带玄武岩”。
连同其他样本一起,它表明月球曾经有过火山活动,正是这种活动塑造了可能容纳潜在月球基地的洞穴。安妮说,这块石头是只有人类才有可能找到的东西。但如果我们依赖探测器,我们就永远不会拥有它。
因此,考虑到所有这些,将人类送入太空长期存在的令人信服的理由与对健康和人类生存的非常真实的风险(其中大部分实际上是未知的)相权衡。
我想问问我采访过的人,他们是否愿意参与这个生活在太空的新时代。有些人,比如乔纳森,非常致力于多行星未来的想法,他们愿意永久搬迁。“我认为像我这样很多人,我们并不害怕死亡。我们想探索,寻找新的东西。”乔纳森告诉我,如果他的女儿也愿意去旅行,他实际上会报名参加火星单程票。“如果有机会……”
去一个全新的地方。我开始新的事情,我在那里死去,我无所谓。其他人,比如安妮,对这个想法不太感兴趣。“这完全是关于负责任的探索。对我个人和美国宇航局团队来说,负责任的探索意味着这是一张往返票。”我还联系了斯科特·凯利,他直到最近还保持着美国最长太空任务的记录,为340天。“我有时会做蠢事。”斯科特说他愿意回去……
但如果要永久居住就不行了。我知道有些人,他们大多数可能从未去过太空,说他们愿意在火星表面某种栖息地度过余生。我不是这样的人。但我愿意看那个真人秀,因为我认为几年后它会变得非常有趣。更有趣的那种。我读过《蝇王》这本书。当然。
可能就是那种有趣。
但对其他人来说,进行任何类型的长期任务,超出近地轨道,风险太大。即使对塞尔吉奥来说也是如此,他与阿耳忒弥斯计划的科学实验密切相关。这不仅仅是辐射。不仅仅是微重力,对吧?还有隔离。去太空的想法很棒,但对于长期任务来说,可能不行。是的,不,我自己也不期待那样。即使是丽贝卡,她一生都在撰写关于月球的文章,对月球了如指掌,
她也不确定,考虑到所有风险,她是否真的想在那里待一段时间。我想如果有人能保证我的安全,我会去的。但正如我们一直在讨论的那样,没有人能做出这样的承诺。所以我认为我不会去。尽管我非常渴望看到地球的曲率,我花了这么长时间去想象、去写作、去为人们重现,
我认为如果真的到了那一步,我不会把自己绑在火箭上体验这种经历。将太空探索与地球上的迁徙和探索历史进行比较很容易。你知道,我们生来就是要探索的,生命总是会扩张,火星只是我们走向未来星际迷航宇宙的下一个逻辑步骤。但我们也应该记住,这一切都是多么冒险,以及其中涉及的人类。
这不仅仅是迁徙或探索。这是学习如何在不断试图以各种方式杀死我们的环境中生存,而我们大多数人对这些方式并不真正了解。有时我们需要脚踏实地,记住我们拥有这颗孕育了我们所有人的星球……
我认为我们应该记住,你知道,我们还有很多东西需要在这里拯救,而我们为此而生。而且,你知道,记住这两点能让我们更加脚踏实地,即使我们仰望天空。本集由诺姆·哈森费尔德报道和制作。由凯瑟琳·威尔斯、布莱恩·雷斯尼克和梅雷迪思·霍登诺特编辑。诺姆的音乐。
克里斯蒂安·阿亚拉的混音和声音设计,佐伊·穆洛克的包装检查,以及伯德·平克顿、曼迪·阮和我的制作帮助,尼尔·迪内肖。另外,快速更新一下,伯德正在看她在树林里找到的那把章鱼钥匙,她意识到她实际上在她家附近的一个小牌匾上见过同样的章鱼铭文。她知道她必须回去。丽贝卡·博伊尔的书还没出版,但它已经有名字了。它叫做《与月球同行:揭开它对我们过去和未来的秘密》。
你不会想错过它。特别感谢克里斯·莱因哈特、安娜·施耐德和瑞秋·胡佛本周的帮助。如果您对本集有任何想法或节目建议,请给我们发邮件。我们是vox.com上的unexplainable。如果您给我们留下评论或评分,我们也会非常高兴。Unexplainable是Vox Media Podcast Network的一部分。我们下周休息,但我们将在11月30日回到您的订阅中。