太空中存在着“隐形杀手”?专家揭秘航天员出舱背后惊险
2021-11-15 上海

青年报·青春上海记者 刘晶晶/文、图  

航天员出舱进入到太空,虽然看上去很“酷”,却也冒着极大风险,在太空中,就存在着“隐形杀手”,为了应对它,我们的科学家也正在不断努力。11月14日下午,苏州大学医学部放射医学与防护学院副院长,国际宇航科学院院士周光明教授做客上海科普大讲坛,揭秘背后的故事。

想要移民太空?先要解决空间辐射问题

乘坐火箭进入太空,宇航员要面临的除了剧烈振动、超重过程等对肌体的“震荡”外,还要面对的是“空间辐射”,这也是人类想要“移民”太空必须要面对的障碍。

“有些影响在回到地球后是可以慢慢恢复的,但看不见的辐射效应是不可能恢复到正常水平的,在天上待的时间越长危害就会越大。”周光明表示。太空中的辐射效应比在地球上大得多,“差不多在天上一天是地上一年的辐射水平,而且会影响到人体的每一个系统。”

根据美国的一些实验调查发现,最早发现航天员容易得白内障,此外也有致癌风险。“调查发现进入过太空的312名航天员中,得肿瘤的概率是4.5%,而在地球上的同等年龄这一概率只有2.8%。另外还有可能造成神经认知损伤,以及引发心血管疾病的可能。”周光明介绍说。

在地面上,自然也会有辐射,比如紫外线、临床拍摄CT的X光、手机电视等电子产品等,但航天员所面对的辐射跟地面会有很大的不同。“地面我们见的比较多的像紫外线,或者医学上用的X射线、伽马射线这些比较多,但是在外太空的辐射叫粒子辐射,这种辐射跟我们在地面见到的辐射不同之处在于,它是有质量的,也有电荷,它的电力能力比较强,虽然通量不高,但是能力强,从生物体里穿过的时候,沿着它穿过的地方都会产生一些效应。”周光明表示,由于地球上不会碰到,所以对于这种辐射的防护知识还是比较欠缺的。

太空之中辐射无处不在,值得庆幸的是,目前人类对于太空的探索,还是近地更多一些,而离开地球越远,深空探测中,要面对的空间辐射会更强,空间辐射对航天员的健康危害也是人类执行深空任务主要的风险之一。“人类一直有一个梦想就是太空移民,真的想要移民到太空,这个问题也是必须解决的问题之一。”周光明表示。

有预报预警,还将建立空间辐射健康风险评价

面对这一难题,我国又是如何保护航天员的安全的?这成为大家最关注的问题。周光明表示,目前我国采用的还是一些通用方法。“比如说前期像杨利伟、刘洋他们这一批宇航员,采用的都是生物医药这种整体调整的方法,是基于中医、中药的理论来做整体的调节。”此外,航天器的舱壁也会做到屏蔽,航天服也有一定的防护作用。“总体来说现在航天员在外太空的环境中待的时间比较短,离地面也不算太远,所以辐射强度没那么强,对航天员的身体健康不会产生非常明显的后果。”

而随着到月球、到火星的深空探测进一步发展,辐射效应也会进一步增强。周光明告诉记者,目前国内外都在努力研发新的防护措施,一方面是药物,另外一方面可能是根据身体机理来调试。

“比如说我们现在就在研究如何根据生物体的节律来进行防护,就好像古人云的‘日出而作,日落而息’,实际上人的身体在一天24小时里面,各个系统都有自己的节律,免疫系统、肺部活动、肝脏分别什么时候活动最强,它都是一个节律,就和生物钟一样。”周光明介绍说,前期研究也发现,有一个时间窗口人类肌体会对辐射抗性较强,“一些出舱等活动就可以放在这个窗口时期,这一部分我们还在在做进一步的研究。”此外,像是科幻片里出现过的通过冷冻保持“低代谢”方式,也可以提高航天员的抗辐射抵抗力。

“航天员出舱的时机,其实都是要经过周全考虑选择的。”周光明介绍说,由于我国的空间站所在的轨道仍然属于近地,受到地球磁场的保护,粒子辐射在磁场作用下会发生偏转,所以辐射水平不算太高,6个月的时间目前来看也是安全的。“但我们也要尽量避免万一,比如说像太阳粒子事件这种突发的辐射。”此时,就会有“天气预报”和“预警”出现。“在空间站里,会配备探测器,一旦探测到有太阳粒子爆发以后,会提前通知航天员紧急回到舱内进行躲避。”

记者了解到,周光明长期从事空间辐射健康风险评价与防护研究、重离子辐射生物效应机理研究等,他的团队也在为中国航天进行着后勤保障工作。他透露,目前科研人员正在研究建立对于航天员辐射风险的评价系统和防护系统。“评价系统就是在执行任务之前,要对航天员即将面临的辐射环境做个预先评价,如果在安全数值以内可以放行,如果超过了安全,我们必须提出合理的防护措施。”他表示,这样的评价系统目前国内尚未完全建立好,“我们正在做这方面的工作。同时也在开发一些物理、生物相结合的综合防护措施。希望未来能让我们的航天员可以更安全地去向更深的太空进发。”

青年报·青春上海记者 刘晶晶/文、图

编辑:张红叶

来源:青春上海News—24小时青年报

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