隔絕一年的挑戰:NASA 如何為人類登陸火星與月球做準備

作者: Tatyana Hurynovich

隔絕一年的挑戰:NASA 如何為人類登陸火星與月球做準備-1

美國國家航空暨太空總署(NASA)正展開一項大規模實驗,旨在回答未來火星任務的核心問題:人類是否能在遠離地球數百萬公里外的封閉空間中,撐過將近一年的挑戰。目前已開放志願者申請,任務預計最快於 2027 年 8 月展開。

模擬不可能的任務

這項名為「月球與火星研究模擬」(Luna-Mars Analog)的實驗,將在休士頓的詹森太空中心進行。這不僅是另一場普通的測試,而是為了盡可能還原首批紅星探險家所面臨的真實處境。

志願者將在完全隔絕的環境下生活約一年,並在兩個特定的模組間活動。HERA(人類探索研究模擬器)將扮演星際太空船的角色,讓船員在其中「度過」長達數月的航程。而 CHAPEA(乘員健康與性能探索模擬器)則負責模擬月球或火星地表的基地設施。

太空人的日常生活

實驗參與者必須遵守與真實太空人幾乎完全一致的作息時間表。計畫內容包含:

  • 科學研究 —— 在資源有限的條件下進行各項實驗
  • 設備維護 —— 維修並保養生命維持系統
  • 地表模擬出艙 —— 在模擬的火星景觀中進行「漫步」
  • 火星車考察 —— 驅車前往遠端的研發據點
  • 擴增實境技術 —— 運用 AR 系統執行各項任務

實驗重心特別放在心理層面:探討長期身處封閉空間、面對高壓負荷、與外界溝通受限,以及模擬火星真實距離所產生的通訊延遲(單程最長可達 20 分鐘)所帶來的影響。

嚴格的篩選標準

候選人的資格要求與 NASA 對正式太空人的標準一致:

  • 年齡:30 至 55 歲
  • 身高:不超過 188 公分(受限於模組空間大小)
  • 身分:美國公民或持有永久居留權
  • 健康:生理與心理狀態皆優異
  • 教育:具備科學、技術、工程或數學(STEM)領域的高等教育學歷

在任務開始前,應徵者須通過包含醫療與心理評估的多階段選拔。該機構不僅會仔細審查應徵者的專業素養,更會評估其團隊協作、抗壓性以及適應能力。

「火星-500」計畫的啟示

NASA 並非這類實驗的先行者。最具規模的同型計畫是俄羅斯的「火星-500」(Mars-500),該計畫由俄羅斯科學院生物醫學問題研究所主辦,並由歐洲太空總署協力執行。

2010 年,由三名俄羅斯人、一名法國人、一名中國人及一名義大利人組成的六人志願團隊,在莫斯科的特殊設施內封閉生活了 520 天 —— 這正是理論上從事火星登陸並返航所需的時間。

實驗結果顯示出具體的指標意義:

  • 參與者的體能活動量隨著實驗推進而逐漸下降
  • 睡眠與休息時間有所增加
  • 大多數人出現了睡眠障礙、生理節律紊亂及注意力不集中的問題
  • 各成員間的反應差異顯著,抗壓表現優劣不一

該實驗於 2011 年 11 月 4 日圓滿結束,並證實了小型團隊基本上能在隔絕狀態下維持將近一年半的工作能力。然而,要達成此目標,必須具備精挑細選的船員、合適的照明、規律的作息以及持續的體能鍛鍊。

NASA 的測試重點

不同於「火星-500」,NASA 的實驗除了關注人為因素,還著重於技術測試:

1. 設備與生命維持系統 —— 在實際飛行前找出潛在弱點 2. 互動協定 —— 研究團隊如何在壓力下做出決策 3. 通訊技術 —— 在通訊延遲與頻寬受限下執行任務 4. 心理支援 —— 維護船員士氣的方法

NASA 的專家將全天候監控參與者的生理與心理狀況、工作效率、團隊互動以及在危機時刻的決策能力。

為何現在如此重要

這項實驗與兩項雄心勃勃的計畫直接相關:

阿提米絲計畫(Artemis) —— 預計在十年內送人類重返月球並建立長期基地。月球被視為在跨越至火星任務前,各項技術的關鍵演練場。

載人火星任務 —— 預計於 2030 年代啟動。火星距離地球約 5,500 萬至 4 億公里(取決於軌道位置),單程航程需 6 到 9 個月。

「在地球上就先排除問題,比在正式航行中才處理更具成本效益且安全,」NASA 如此表示。成功的解決方案未來將應用於月球基地與星際太空船。

競爭激烈的技術路線

當 NASA 採取穩紮穩打的測試路徑時,私營企業則提出了更為激進的方案。

伊隆·馬斯克的 SpaceX 正積極推動在火星建立永久且自給自足定居點的理念,而非僅是單次的探勘任務。然而,這些計畫目前看來距離實現仍有相當長的路要走。2026 年 2 月,馬斯克表示,由於往返月球在人員與物資運補上更為迅速簡便,SpaceX 近期的優先目標將轉向建設月球定居點。火星城市計畫並未因此取消,但已被推遲至更遠的未來。

如何參與

志願者可透過 NASA 官方網站提交申請。NASA 強調,這不只是一場冒險,更是一項嚴肅的科學工作,其成果將決定人類在太空擴張的未來。

對於那些夢想前往火星但無法等待至 2027 年的人來說,NASA 的正式太空人選拔計畫是另一種替代方案。最近一次招募已於 2024 年結束,下一次預計最快於 2028 年展開。

背景資訊:NASA 的實驗計畫將不早於 2027 年 8 月展開,且為期約一年。這是人類為籌備近地軌道以外載人任務所進行最雄心勃勃的計畫之一。實驗所得數據將用於支援「阿提米絲計畫」的月球基地建設,以及未來的火星載人飛行任務。

資料來源:NASA、俄羅斯科學院生物醫學問題研究所、歐洲太空總署、SpaceX

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來源

  • NASA позвало добровольцев пожить год в условиях полета на Марс

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