为什么太空如此危险？

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为什么太空如此危险？

Original 2017-02-21 KIGER 把科学带回家

本文由公众号 “把科学带回家” 提供
给孩子最好的科学教育

翻译小王子

审校天文君

你是否曾经仰望星空，那深邃的宇宙是否让你无比向往？可以看似平静的太空却危机四伏。太空中究竟有哪些危险呢？看完这篇文章相信你就能了解了！

10 无法呼吸

如果航天员在太空行走时不小心脱离了飞船，他的宇航服——相当于微小的太空船——还能提供长达8个半小时的氧气，并排出二氧化碳。但是，如果没有宇航服的保护，宇航员在这种无大气、无气压的太空中，会在15秒以内失去意识，然后很快死亡。

9 压力降低

如果宇航员直接暴露在真空环境中，还有其他危险的事情会发生。在没有大气维持气压平衡的情况下，这位不幸的太空旅行者肺部的空气会迅速膨胀，破坏肺部组织。同时，软组织中的水将蒸发，导致身体膨胀。好在皮肤客户以提供足够的张力防止他像气球那样爆炸。

人的静脉中会形成气泡，于是血液流停止流动。宇航员的肠道、膀胱和胃将把内部东西排出。（这是在一项研究中，把狗暴露在对接近真空状态下得出的结论。如果在这种环境中停留的时间控制在90秒以内，只要恢复气压大多数的症状就会消失；如果超过90秒后，狗通常会死亡）。

更糟糕的是，可能会发生体液沸腾。由于在真空环境中，体液的沸点将降低到低于身体的正常温度，导致宇航员的唾液在他的舌头上沸腾。

8 太空“晒伤”

太阳在很大的波长范围内发射能量，包括我们看不到摸不着的紫外线辐射。紫外线辐射并非完全无害，因为短期的照射紫外线会使我们的身体产生维生素 D。但如果紫外线太强，它可以导致晒伤和疾病，如白内障、免疫系统疾病、皮肤癌和皮肤的老化等。即使大气的氧层可以过滤掉太阳发出的大部分紫外线，但有紫外线有时还是会对人们造成伤害。

而在太空中没有大气层的保护，如果宇航员的皮肤直接暴露在阳光下，他很快会受到严重的晒伤。不过只要宇航员穿着太空服就没有问题，因为唯一的透明部分是头盔遮阳板，其塑料被涂了几层过滤材料，以提供抵御辐射的防护。

7 辐射造成细胞损伤

除了紫外线，太空环境还有大量其他类型的有害辐射。太空中的宇航员没有地球的大气和磁场，不能过滤掉大多数危险的粒子。太空船需要有1米厚的金属墙，才能达地球大气和磁场的保护效果。

在飞往火星的探测器显示，如果宇航员进行同样的253天行程，他们相当于每五六天做一次全身 CT 扫描。科学家说除非我们找到更好的方法来保护宇航员，不然他们可能在星际旅行的路上因辐射致病而死。

6 遇到太空垃圾

就像在电影《地心引力》中的那样，太空垃圾对宇航员是一种实实在在的威胁。2012年3月，国际空间站上的六名宇航员在收到到紧急警报，一架旧的俄罗斯通信卫星的残余部分出现在他们的前进道路上，所以宇航员不得不在空间站的一个太空舱上避难。所幸这只是虚惊一场——这些碎片与国际空间站在相距11千米的地方擦肩而过。

现在情况正变得越来越糟：NASA 正在追踪大约50万个碎片，它们以接近3万公里/小时的速度在地球周围飞行，但是还可能有很多它无法追踪的小块太空垃圾。由于太空垃圾速度很快，一小块碎片就能毁掉一搜宇宙飞船或击伤在太空行走的宇航员。

5 太空粉尘

相比真空、过量的辐射和其他危险，一点尘埃似乎没有什么大不了的。但美国宇航局已经从阿波罗计划的经验中了解到，由于尘土的吸入，登月的宇航员遭受了与花粉热程度相当的粉尘吸入。

将来访问火星的探险者一定会担心含有细粒硅酸盐材料的超细粉尘，这些材料带有静电并粘在一切东西物体上。如果宇航员吸进了它们，它可以与肺中的水分反应，产生有害的化学物质，并引起像煤矿工人矽肺病一样的问题。当火星的宇航员在地表穿着太空服时，粘性的灰尘将很难被隔离在宇航服以外，更别说他们的栖息地以外了。

4 免疫系统受到伤害

宇航员在太空中更容易生病——例如，29名阿波罗宇航员中有15人，在他们的任务中或在回来后不久后感染细菌或发生病毒感染。这是因为太空对他们的免疫系统有着不良的影响。特别地，微重力似乎会干扰 T 细胞的活动，T 细胞是一种有助于人体抵抗感染的白细胞。

在地球上，当一个人感染病毒或有害细菌时，环磷酸腺苷-蛋白激酶A通路(PKA)的信号系统会激活99个不同的基因，告诉 T 细胞来抵御威胁。但在2005年的一项研究中，加州大学旧金山分校的研究人员发现，模拟微重力可以关闭其中91个基因。结果非常危险，研究人员甚至将其与艾滋病毒感染者进行了比较。由于微重力和辐射会共同加剧这种损害，所以长距离的行星际空间的飞行会更加危险。

3 骨质流失

你的骨骼可能看起来致密坚硬，但骨头实际上是有生命的组织。其中破骨细胞会分解旧的、磨损的骨骼材料，释放钙到你的血液中；而其他成骨细胞，会在骨头表面铺下新的矿物成分。

在地球上，对于一个健康的年轻人，这两个过程同时进行，使得骨骼的更新和分解是相同的速率。随着人变老，平衡有时会被打破，在骨质疏松症的状况下，骨骼变脆弱。不幸的是，科学家说，在空间的微重力环境中长期停留具有和老化类似的效果。

例如，研究发现，在宇宙中度过数月的俄罗斯宇航员失去了多达20％的骨量。微重力的影响可以使骨骼变弱，以至于他们返回地球时骨骼不能支撑宇航员的身体，使他们面临重压下骨折的风险。研究人员目前正在试图弄清楚，在太空中改善宇航员的饮食、运动和激素水平是否可以避免某些损害。更糟糕的是，微重力环境也会导致脊椎盘的变化，让宇航员背痛得厉害。

2 视觉问题

可能是由于视神经的肿胀以及太空环境引起的眼睛结构的变化，约60％的国际空间站宇航员和29％的航天飞机宇航员报告了视觉清晰度的下降。例如，在2007年的登上国际空间站几周后，加拿大宇航员鲍勃·瑟斯克报告说，他的近视已经下降到他不得不求助于聚焦相机。

研究人员担心，在某些情况下，这些影响可能会对眼睛造成永久性的损伤。虽然太空可能不会使宇航员失明，但它可能会减少他们的视力，增加他们遭遇到致命事故的风险。 NASA 医学研究人员正在寻找一个解决方案，但在此期间，他们已经开发出在太空中可穿戴的专门的可调焦眼镜。

1 心理疾病

对于宇航员来说，太空环境会带来很大的心理压力。他们可能难以适应微重力，感到疲劳，并且由于昼夜节律的破坏和失眠作斗争。另外，他们还承担着强烈、高压的工作负荷。当连续几天或者几周一群人被限制在一个狭窄的空间中时，他们的心理压力不可避免地会加重。

NASA 会挑选一些在太空高压环境中心理功能健康的宇航员，当他们在太空中有出问题的迹象时，这一机构会仔细地监控宇航员的行为。虽然到目前为止，没有人在飞行过程中出现严重的心理危机，但宇航员已经受到了情绪问题和焦虑的影响，数据表明，任务持续时间越长，宇航员的心理健康风险就越大。当宇航员开始对火星或甚至更远的目的地进行多年的探索时，心理疾病可能引起更多的担忧。