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NASA将在明年送两个人体模型“绕月” 太空辐射对女性宇航员风险更大?

虽然此前的首次全女性宇航员太空行走计划被临时取消了,但美国宇航局(NASA)对此的热情并未消退。

据外媒报道,NASA将于明年6月将两个假人送入太空,使其绕月球运行。

2020年,随着NASA作为Artemis I的一部分发射猎户座飞船,这是一系列越来越复杂的任务中的第一个。此次任务将飞越月球,然后返回地球,研究结果将为NASA在2024年前将一名女性和一名男性宇航员送上月球表面提供参考。

(图文无关)

两具分别名为“黑尔佳”(Helga)和“祖海尔”(Zohar)的人体模型,将用于测试旨在保护宇航员免受宇宙辐射侵害的新设备,由德国航空航天中心设计。她们将比任何人类乘坐的航天器都走得更远,该航天器的覆盖范围比为人类设计的任何航天器都要飞行的距离更远。

这两个假人将坐在乘客座位上,其重要任务是在旅行途中被辐射炸开,以测量旨在保护对辐射最敏感的器官和组织的新型防护服的有效性。

被称为“纳米女孩”的科学教育家米歇尔·迪克森(Michelle Dickson)说,这是因为美国未来的“阿耳忒弥斯1号”登月计划希望,在2024年将第一位女性送上月球。

事实上,太空探索除了先进的运载工具,还需要各种基于太空特殊环境作出的调整。据研究,太空辐射会对宇航员构成严重健康威胁,是人类前往月球、火星及更远深空的一大“隐形障碍”。在距离地球约402公里的轨道上运行的国际空间站的航天员,受到的辐射量大约是在地球上的250倍。而在星球之间,没有地球磁场的保护,人体受到的辐射影响可能会暴增几百倍。各种粒子辐射中,尤以高能重粒子(HZE)辐射对人类损伤最为严重,会损害人体细胞的DNA,诱发癌症或老年痴呆症(AD)等高危疾病。至今,人类的航天员基本上从未经历过完全剂量的太空辐射。

两具假人外部由38片类似人体组织的特殊塑料制成,这些塑料经过模拟可以复制成年女性躯干中不同密度的组织、骨骼和器官。它们将配备5600个传感器,以测量宇航员在未来任务中将面对的辐射量。

由以色列裔美国人StemRad公司开发的AstroRad背心,根据他们已经在地球上进行的测试,可以应为宇航员提供与Orion乘员舱防风雨棚同等的保护。如果有太阳能,宇航员可以实现在内部掩护辐射。StemRad声称,如果测试证明成功,那么这意味着即使在质子风暴中,宇航员也可以执行重要的活动。

这些防护服是专门为女性宇航员设计的,但也可以进行调整后符合男性宇航员的标准。“女性在癌症风险方面与男性大不相同。将女性送上月球或进行长期太空计划并非易事。实际上,这种限制非常严格,因此风险更大。”在人类历史上,已有227名宇航员完成了太空行走。但此前,在这些人中,只有14人是女性,她们的太空行走也都与男宇航员一同完成。

宇航服都使用了高密度的聚乙烯块,该聚乙烯块已用于保护太空站工作人员们的睡眠,有效阻隔辐射颗粒物。

StemRad表示:“AstroRad中的屏蔽层本身是由氢含量很高的聚合物组成的,这有利于屏蔽空间辐射,因为它可以最大限度地减少二次辐射的产生。”

“单独的固体屏蔽元件被组织成一个类似鳞片的结构,以允许宇航员在佩戴AstroRad时不受阻碍地舒适地运动。”

他们在其网站上补充说:“ StemRad目前正在探索使用未来航天器上产生的再生塑料材料作为屏蔽元件,这将大大减少与设备相关的有效载荷质量。”

在执行任务期间,将有一个模特Zohar成为穿这套衣服(特殊的防辐射背心)的幸运者,而Helga将全面暴露在太阳耀斑(太阳粒子事件)中太阳发出的银河宇宙射线和太阳粒子影响之中。在这一过程完成后,科学家们将会测量女性假人重要器官周围区域的辐射量。据悉,Helga和Zohar身上分别装有5600多个传感器,用来测量她们从“皮肤”到“内部器官”受到的太空辐射的剂量。

如果一切按计划进行,人类宇航员将很快跟随Zohar的脚步,穿上这种宇航服去执行更严峻的任务,未来登陆火星等任务的执行或将更为顺利。

理解这些太空辐射的影响,将是未来太空探索的重要环节。在过去几十年的太空计划中,NASA已经收集了所有所署宇航员的辐射暴露数据并加以研究。为了促进这一冷门领域的研究,此前NASA艾姆斯研究中心的一个国际小组还专门制定出了一张“人类抗辐射(human radioresistance)”的路线图。与此次通过宇航服和假人来进行实验的方式不同,该路线图主要是希望通过利用现代基因编辑的方式,在人类中筛选出具有遗传易感性的个体,这些个体可能具有辐射保护等特征。此外,放射生物学、基因治疗、超低温人体保存和生物“银行”这些在生物水平上保护宇航员抗辐射的方案也是科学家们的解决方案。

NASA还计划对宇航员进行基因改造,改变他们的DNA以适应高辐射的太空环境。其中包括表观遗传修饰 ,即不改变DNA密码,仅改变人体对基因的翻译读取方式。但相比基因改造而言,最新计划中通过用假人进行测试,为人类女性宇航员提供更好的太空生存条件这一出发点,或许会更受欢迎,最终挑战难度也将更大。

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