NASA完成模拟火星生存一年任务

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NASA完成模拟火星生存一年任务

2016年 8月 29日

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一支由六人组成的团队在夏威夷完成模拟火星生存任务,一年来几乎与世隔绝。

任务从2015年8月29日开始,组员们集体住在宿舍,没有新鲜空气、食物也没有隐私。

专家预测,人类在火星进行任务需时一至三年。

这项由美国宇航局(NASA)资助夏威夷大学的研究计画,是继俄罗斯于2007年开始的“火星500”(MARS-500)长达520天的模拟隔离后最长时间的试验。

“研究员们期待到海中游泳,期待吃到他们在宿舍里吃不到的新鲜食物,” 夏威夷大学太空探索模拟首席研究员金‧宾斯特德(Kim Binsted)表示。

研究员包括一名法国天文生物学家、一名德国物理学家,四名分别为飞行员、建筑师、记者和土壤科学家的美国人。

在试验过程中,六人靠着有限的资源生存,在宿舍外须穿戴太空衣,学习避免人际关系冲突。

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每个人的房间内有个简易窄床和书桌,分配的粮食包括起司和鲔鱼罐头。

一般至国际太空站(International Space Station)的任务只需时六个月。
 

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太空醫學


太空醫學(Space medicine)是研究居住在外太空的太空人健康的一門發展中的醫學。這個學術追求的主要目的是去發現人們在太空極端環境中所能達到的最大存活時間和存活品質以及返回地球後最快能夠重新適應地球環境的時間。太空醫學也會尋求發展預防醫學和安寧緩和醫療以用作來減輕人類因為居住在不適應的環境而造成的痛苦。

載人太空航行會對人體產生許多負面影響。最顯著之長期失重的有害影響是肌肉萎縮(muscle atrophy)以及骨骼退化(spaceflight osteopenia)。其他明顯的影響包括心血管系統功能減慢、紅血球製造的減少、平衡障礙以及免疫系統衰弱。較少的症狀包括液體流動重置(「fluid redistribution」,讓處於失重狀態的太空人產生」月球臉」似的外觀)、身體質量的損失、鼻部堵塞、睡眠障礙以及過量腸胃脹氣。大多數的這些不良影響在太空人回到地球後就會迅速恢復。

前往太空的相關工程問題以及發展太空飛行器推進系統已有超過一個世紀、耗費數百萬小時的研究。近年來對於人類如何在太空中延長生存和工作的時間已有越來越多的研究。這個問題需要從物理和生物科學上來切入並且已經成為人類面臨太空探索以來除了資金以外最大的挑戰。要克服這個挑戰的一個基礎步驟就是嘗試去了解長途太空旅行對人體的影響和衝擊。
 

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种菜种到太空里

关于未来农业的想象总是十分美好:漂浮在海洋和天空的城市里,枝叶在透明穹顶下肆意生长,水上世界风格的植物工厂遍布异星荒原。然而,在太空里当农夫是件倒霉差事。除了进取号上的红衫军,植物学家也是宇宙里的高危职业。密闭环境里的种植关乎食物供给、水氧循环、空间分配和成员的心理健康,还会因为各种稀奇古怪的理由而引发意外,比如温室漏气、连日沙暴、运费过高,或者仅仅是,嗯,宇航员排便过多。


植物所的“光配方”技术更进一步,为不同蔬菜和生长阶段配置了不同光谱。红光在莴苣生长后期可加快成熟,蓝光可显著提高豌豆幼苗的植株鲜重和叶绿素含量,对其他植物完全相反——蓝紫光有利于紫叶或红叶生菜着色,国际空间站上的宇航员吃的就是那种紫得发疯的罗马莴苣,另一边,照射特种药用植物的LED是白光+橙光。
 
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地球是唯一的。大力探索火星不如好好保护地球。已经拥有的不珍惜,失去才知道它的宝贵。

各干各地互不干扰,学地质学环保的努力修理地球。学天文学空间科技的去探索地外行星

再说那些整天吹环保的,让他们完全不开车不用冷暖气不用干衣机不用化纤塑料等石油工业品,回到男耕女织的纯原始生活,他们也没几个愿意。用爱发电他们也发不出几瓦,写鸡汤做演讲提问题的能力比解决问题的能力强百倍。

最终还是要这些科技工作者去各个地方找新资源新能源来满足贪婪又虚伪的人们
 
最后编辑: 2017-05-30

shi-ma-he

狮马鹤
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我觉得探索火星开发火星是两个概念。

只有自私的地球人才呆在地球上,只会开发地球……
以现在的科技手段,还是隶属于地球范围的,所以搞好地球是不二选择。将来如果有能力制造环境及跳跃式发展了运送能力,才有开发火星的可能。没有汽车以前,日行千里就是挑战。现在的飞机,一天一万公里轻松到达。
 

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NASA正在開發適用金星環境的計算機晶片


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NASA用於模擬金星環境的壓力艙

和受到廣泛關注的火星相比,金星其實距離我們地球更近。不過,金星堪稱地獄般的天體,它有着四顆類地行星中最濃厚的大氣層,其中超過96%都是二氧化碳,行星表面的大氣壓力是地球的92倍。表面的平均溫度高達735 K(462 °C;863 °F),是太陽系最熱的行星,比最靠近太陽的水星還要熱。在這種太陽系中最熱的行星表面,強大的壓力與空氣環境裏面,地球上常規的計算機只能在金星工作幾個小時即告損毀。

NASA(美國航空航天局)正在開發一種適用於金星環境的計算機晶片,它能夠在沒有任何冷卻或保護,且外界高壓高溫環境中工作。

由於金星這種極端嚴峻的環境,人類自從1982年(俄羅斯登陸者號只在金星工作了兩個多小時)以來,尚未有人類飛行器進入金星,NASA計劃在2023年向金星發射一個探測器,要想這種探測器正常運行,NASA必須開發一種能承受800多華氏度(426.6攝氏度)溫度的晶片。
 

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NASA正式啟動「觸日」計畫


人類的太空野心動到太陽上頭了。美國國家航空暨太空總署(NASA)在網站宣布「太陽探測器+」(Solar Probe Plus)計畫,即將在2018年發射 「太陽探測器+」,進入太陽400萬英里(640萬公里)之內的空間進行觀測,解開太陽大氣層最外層「日冕」(corona)的各種謎題。

根據NASA官網,日冕產生太陽風、日閃、以及日冕物質拋射,並非處於穩定的狀態,每秒以數百萬英里的速度噴發百萬噸高度磁化物質,而且日冕的溫度比靠近太陽的「光球層」(photosphere)還高。另外,太陽風的起源為何、太陽風如何加速,也是「太陽探測器+」的觀測重點。

NASA說,我們都生活在太陽的氣層裡,因此觀察日冕有助了解太陽與地球的關係,乃至於預測太空天氣。

為了成功「觸日」,「太陽探測器+」將裝備11.43公分厚的碳複合材料屏蔽層保護太空船,可以抵抗攝氏1377度的高溫。

根據「新聞週刊」(Newsweek)報導,「觸日」的概念已經提了50年,太空船預計在2018年7月或8月發射,2024年12月最靠近太陽。此外,太空船進入太陽大氣層前,將對金星進行近天體探測飛行。
 

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2014,太空旅行元年?


 日本旅遊公司Club Tourism日前成立了子公司「Club Tourism Space Tours」來專門營銷太空旅行項目。該公司此前一直為英國維珍集團在日本代理太空旅行業務。現在該公司開始自主經營太空旅遊,並制定了到2014年下半年開始商業化運行的目標。這將是日本首家專門經營太空旅行的旅遊公司。

  不需要像太空人那樣嚴格的訓練


  Club Tourism從2005年起為英國維珍集團旗下的太空旅行公司維珍銀河獨家代理在日本的業務。新公司成立後將繼承以往代理店的業務,正式開始銷售太空旅行産品。

  維珍銀河預計將在獲得美國聯邦航空管理局的許可後開始商業化運作。Club Tourism視太空旅遊為新的增長點,也想抓住這方面的機遇。

  那麼現在聽起來還彷彿科幻故事的太空旅行究竟會有哪些內容呢?下面就讓我們來感受一下吧。

  報名參加太空旅行的顧客將在出發的4天前從世界各地集中到位於沙漠腹地的航天中心「美國太空港」。該地距美國新墨西哥州南部城市拉斯克魯塞斯有一個半小時的車程。一起參加太空之旅的6個人將在那裏首次會面。

  和一般的旅行不同,要想到氧氣環境和重力環境都完全不一樣的太空去旅行,需要做專門的準備。所以參加整個太空遊團隊期間,將專門花3天時間來進行事前的培訓和體檢,介紹失重環境下如何運動身體等。但不用接受太空人訓練時經常使用的離心機等負荷較大的訓練。

  體檢由精通人體循環系統和腦神經的航空醫學專家來進行診斷。原則上18歲以上的人員只要身體健康就可以參加太空旅行。但由於要承受很大重力,因此有腦梗塞和高血壓的人不能參加。身處太空會有很大危險,參加者將被告知在以往事故中已有多少人死亡等信息,只有知情同意之後才能啟程。

  「趕時尚,去太空」。參加維珍銀河太空之旅的旅客統一穿上白色航天服後登上飛船。每艘飛船搭載乘客6人,飛行員2人。

  馬上就要出發了。宇宙飛船「太空船2號」被裝載在太空母船「白騎士2號」上,從跑道上起飛。45分鐘後到達在距地面15公里的高空,在這裡與母船分離。

  2小時的浪漫之旅

   太空船2號的火箭引擎隨即點火,噴出橙色的火焰,推動飛船以3.3馬赫(即3.3倍音速,也就是每秒1132.56米)的速度飛向太空。屆時重力加速度將達到為3.5個G。眺望窗外會發現天空的顏色由鈷藍色變為紫色、藍色,最後陷入漆黑一片。

間。在這一高度眺望窗外將可以看到地球的球形輪廓。以日本為例,據説在這一高度可以一望將東京和九州(兩地相距有約1000千米)盡收眼底。國際太空站的軌道距離地面有400公里。雖然太空船和太空站相比高度較低,但是旅客仍能充分體驗到太空旅行的樂趣。

  火箭引擎熄火後旅客將被寂靜包圍。接下來便是太空旅行的高潮失重體驗時間了。旅客可以解開安全帶,投身到失重環境中去。雖然只有短短4分鐘,但是在這前所未有的4分鐘裏,旅客會想到什麼呢?窗外一片漆黑,巨大的地球漂浮在無垠的太空中,或許人們會想到加加林那句名言「地球是藍的」?還有人會想到保護環境的重要性吧?

  4分鐘很快就結束了。隨後飛船將被引力拉回地球,帶著無限遺憾的人們踏上返程。和發射時一樣,人們的身體將承受重力加速度。為了儘量減輕負擔,需將座椅放倒。由於一般宇宙飛船會以每秒8000米的速度下落,所以大氣摩擦會讓機體變得非常熾熱。太空船2號的下落速度為每秒1000米。由於在危險地帶低速下降,所以相對比較安全。之後,太空船2號將滑翔飛行返回美國太空港,整趟太空之旅耗時約2小時。

  日本年齡最大的預約者已80多歲

  一次太空旅行的費用高達每人25萬美元。其中還不包括到美國太空港的旅費和在太空港的住宿費。但目前已經有18名日本人通過Club Tourism完成了預約。由於費用較高,所以三分之二的報名者為企業家。目前全球已經約有600人報名了太空旅行項目,男女比例為4:1。而日本的男女比例則為7:3,女性較多。據稱年紀最大的是一位80多歲的女性。

  2014年度日本將迎來海外旅行自由化50週年。1965年4月日本首個夏威夷9日遊團的報價為37萬8000日元,當時大學應屆畢業生的起薪約為2萬1000日元,這相當於大學應屆畢業生18個月的工資。而2014年,夏威夷9日遊的海外旅行報價約為10萬日元,僅為大學應屆畢業生起薪的一半。海外旅行的價格大幅降低,在這50年間,日本共有5億人次赴海外旅行。如今海外旅遊已經成為日本人的一種生活方式。

  維珍銀河預測,太空旅行項目啟動10年後太空旅客人數將達到3萬人。預計其中來自日本的旅客將達900人。太空旅行時代的大幕徐徐拉開。2014年,或將作為太空旅行的元年而被載入人類史冊;對普通人來説,遨遊太空,也許將不再是個夢想。


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整個太空旅行的示意圖(構想圖)


  (消費産業部 倉本吾郎)
 

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火星计划,应该参考科幻片《异形》系列,很多科幻思想值得参考。

另外,对于智能机器人也应该考虑一下在星际旅途中负担陪聊、警戒等等功能。

……
 

shi-ma-he

狮马鹤
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还有一个思路是入地。地球表面虽然变得不适居住,但基本人类需要的各种资源还在,食物空气水能源都可以收集或合成,建地下城可以使人类延续更长时间。迁徙只适合做种群的备份,能够迁到太空或火星的只是很小群体。
 

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据国外媒体报道,科学家声称寻找外星生命可能引发人类文明的灭绝,大规模寻找类地行星的计划可能发现比我们更加高级的外星生物,一旦发现外星生命,那就说明宇宙中不止存在人类,而且演化为智慧生命的途径是多种多样。对此,有科学家提出了一种理论,认为宇宙中存在一种隐性的机制,可阻止文明向智慧文明或者高级文明方向发展,该机制被称为“大过滤器”,旨在协调宇宙文明的发展。

………………………………

“过滤器”可能没有那么复杂,比如人类不但要适应地球也要适应太空环境,这本身就是一种过滤器。
 

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高空飞艇与热气球的比较


热气球(Hot Air Balloon)是一个比空气轻,上半部是一个大气球状,下半部是吊篮的飞行器。气球的内部加热空气,这样相对与外部冷空气具有更低的密度,作为浮力来使整体发生位移;吊篮可以携带乘客和热源(大多是明火)。现代运动气球通常由尼龙织物制成,开口处用耐火材料制成。

热气球的优点:空气可以产生对流并且有开口可以对(进出的)空气进行调节。

这样一来使得热气球可以适应不同的大气层。

而高空飞艇的充气,无法根据大气层来进行调节。


所以,高空飞艇要吸收热气球的经验。
 
最后编辑: 2017-06-05
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高空飞艇与热气球的比较


热气球(Hot Air Balloon)是一个比空气轻,上半部是一个大气球状,下半部是吊篮的飞行器。气球的内部加热空气,这样相对与外部冷空气具有更低的密度,作为浮力来使整体发生位移;吊篮可以携带乘客和热源(大多是明火)。现代运动气球通常由尼龙织物制成,开口处用耐火材料制成。

热气球的优点:空气可以产生对流并且有开口可以对(进出的)空气进行调节。

这样一来使得热气球可以适应不同的大气层。

而高空飞艇的充气,无法根据大气层来进行调节。


所以,高空飞艇要吸收热气球的经验。

飞艇的总体气体密度当然是可以调节的(通过吸入和排出空气),否则岂不是飞起来就落不下来

飞艇的问题是造价贵,氦是稀缺资源。氢气则太危险
 
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还有没别的问题?

不知道,也许体积大也是个问题吧

飞艇有个其他航空器都没有的优势:浮空时几乎不消耗额外能量(热气球是需要燃料来保持热空气的),所以非常适合超长航时的飞行任务,尤其是做成无人飞艇后。基本上飞起来就可以不回地面,直到维持姿态和航向的燃料用完。可以用来代替一些卫星执行的任务
 

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