隔离一年:NASA如何为载人登月及火星任务做准备

作者: Tatyana Hurynovich

隔离一年:NASA如何为载人登月及火星任务做准备-1

美国国家航空航天局正在启动一项大规模实验,旨在解答未来火星任务的关键难题:人类能否在远离地球数百万公里的密闭空间内坚持近一年。目前志愿者招募工作已经开启,任务计划不早于2027年8月正式启动。

模拟不可能的挑战

这项名为“月球与火星模拟研究”的实验将在休斯敦的林登·约翰逊太空中心展开。这不仅是又一次常规测试,更是对首批红星探索者将面临挑战的极致真实模拟。

志愿者们将在两个专用模块中往返,在完全隔离的状态下生活约一年。HERA(人类探索研究模拟)综合体将作为星际飞船的模拟器,乘组将在其中“执行”为期数月的飞行任务。CHAPEA(乘组健康与性能探索模拟)综合体则用于模拟火星或月球表面的基地。

宇航员的日常安排

参与者需要遵循与真实宇航员几乎完全一致的作息时间表。该计划包括以下内容:

  • 科学研究——在有限资源下开展实验任务
  • 设备维护——对生命支持系统进行维修和保养
  • 模拟舱外活动——在“火星地貌”上进行实地漫步
  • 火星车探险——驱车前往偏远的研究地点
  • AR技术应用——利用增强现实系统辅助完成任务

实验特别强调心理层面的评估:包括长期封闭环境下的心理状态、高强度工作负荷、极度有限的外部沟通,以及模拟地球与火星真实距离导致的通信延迟(单程可达20分钟)。

严苛的选拔标准

候选人的要求严格遵循NASA的正式宇航员选拔标准:

  • 年龄:30岁至55岁
  • 身高:不超过188厘米(受模块空间限制)
  • 国籍:美国公民或持有绿卡者
  • 健康:拥有极佳的身体和心理素质
  • 教育:拥有科学、技术、工程或数学领域的硕士学位

在正式开始任务前,申请者将经历包括医学和心理评估在内的多阶段筛选。航天局不仅会仔细考察其专业能力,还会评估其团队协作精神、抗压能力以及环境适应性。

“火星-500”的经验启示

NASA并非此类实验的先行者。此前规模最大的同类项目是俄罗斯科学院生物医学问题研究所组织的“火星-500”实验,当时还有欧洲航天局的参与。

2010年,由三名俄罗斯人、一名法国人、一名中国人和一名意大利人组成的六人志愿者团队,在莫斯科的一处特制建筑内封闭生活了520天——这恰好是理论上载人火星任务从飞行、登陆到返回所需的时长。

实验结果极具参考价值:

  • 参与者的体力活动水平随着时间推移逐渐下降
  • 睡眠和休息时间明显增加
  • 大多数人出现了睡眠障碍、昼夜节律失调和注意力不集中的问题
  • 不同个体的反应差异巨大——有人适应良好,有人则倍感压力

该实验于2011年11月4日圆满结束,证明了小规模团队原则上能够在隔离状态下工作近一年半并保持效能。但成功的关键在于精准的人员选拔、合理的照明布局、严密的日常作息以及持续的体育锻炼。

NASA的验证目标

不同于侧重心理生理研究的“火星-500”,美国的实验将把重点放在技术与人的双向验证上:

1. 设备与生命支持系统——在真实飞行前识别薄弱环节。 2. 交互协议——观察团队在压力之下如何决策。 3. 通信技术——在信道受限和存在延迟的情况下进行协作。 4. 心理支持——探索维持乘组士气的高效方法。

NASA专家将24小时不间断监测参与者的身心状况、工作表现、团队协作以及在危急情况下的决策能力。

为何目前至关重要

这项实验与两项宏大的太空计划紧密相连:

阿耳忒弥斯(Artemis)计划——目标是让人类重返月球,并在本年代末建立长期基地。月球被视为在火星跨越前磨练技术的试验场。

载人火星任务——计划于21世纪30年代实施。地球与红星之间的距离在5500万至4亿公里之间(取决于行星位置),单程航行需耗时6到9个月。

“在地球上解决问题的成本更低且更安全,远好过在实际远征中面对风险,”NASA指出。由此产生的成功方案随后可用于月球基地及星际飞船。

不同的发展路径

在NASA选择循序渐进地筹备和测试时,私营企业则提出了更为激进的方案。

埃隆·马斯克的SpaceX公司正在推广建立永久性、甚至自给自足的火星定居点,而非单一的考察任务。然而,这些计划离真正落地依然遥远。2026年2月,马斯克表示SpaceX的当务之急将是建设月球定居点,因为向那里运送物资和人员更加便捷。火星城市项目并未被取消,但已被推迟。

如何申请加入

感兴趣者可以通过NASA官网提交申请。航天局强调:这绝非一次简单的冒险,而是一项严肃的科学工作,其研究成果将左右人类未来向外太空扩张的步伐。

对于那些向往火星却不愿等到2027年的人,还有一个替代方案——参加NASA真实任务的宇航员选拔计划。最近一轮选拔已在2024年完成,下一轮预计不早于2028年开启。

背景信息:NASA的这项实验不早于2027年8月启动,预计持续约一年时间。这是为地月轨道以外的载人任务做准备的最具野心的项目之一。所获数据将直接助力阿耳忒弥斯计划下的月球基地筹备及未来的火星载人飞行任务。

资料来源:NASA、俄罗斯科学院生物医学问题研究所、欧洲航天局、SpaceX

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来源

  • NASA позвало добровольцев пожить год в условиях полета на Марс

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