有毒的火星塵埃可能對未來的宇航員構(gòu)成重大健康風(fēng)險

根據(jù)南加州大學(xué) （USC） 凱克醫(yī)學(xué)院 （Keck School of Medicine at the University of Southern California， USC） 的新研究，火星沙塵暴可能會導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)問題和疾病風(fēng)險升高，使其成為航天機(jī)構(gòu)需要準(zhǔn)備應(yīng)對的另一種健康危害。

這些風(fēng)暴對機(jī)器人任務(wù)構(gòu)成嚴(yán)重危害，會導(dǎo)致靜電風(fēng)暴，從而弄亂電子設(shè)備并導(dǎo)致灰塵在太陽能電池板上積聚。

但是載人任務(wù)呢？在未來幾十年里，NASA 和中國載人航天局（CMS） 計劃將宇航員和航天員送往火星.這些任務(wù)將包括數(shù)月的地表作業(yè)，并有望在地表上建立長期棲息地。

每年的火星年（持續(xù) 686.98 個地球日），這顆火星都會經(jīng)歷與南半球夏季相吻合的區(qū)域性沙塵暴。

每三個火星年（地球年五年半），這些風(fēng)暴就會變得如此之大，以至于它們涵蓋了整個地球，從地球上可以看到。

在 2018 年和 2022 年，機(jī)遇號漫游者和洞察號著陸器在沙塵暴使它們無法獲得足夠的電力以保持運(yùn)行后丟失。

這項(xiàng)新研究由Justin L. Wang，南加州大學(xué)醫(yī)學(xué)博士，以及他在凱克醫(yī)學(xué)院的幾位同事。

來自加州大學(xué)洛杉磯分校 （UCLA） 的研究人員也加入了他們的行列太空醫(yī)學(xué)中心這Ann 和 HJ Smead，航空航天工程系和大氣與空間物理實(shí)驗(yàn)室在加州大學(xué)博爾德分校，以及Astromaterials 采購和管理辦公室在 NASA 的約翰遜航天中心。

詳細(xì)介紹他們發(fā)現(xiàn)的論文于 2 月 12 日發(fā)表在該雜志上地球健康.

向火星發(fā)送載人任務(wù)會帶來許多挑戰(zhàn)，包括后勤和健康危害。在過去 20 年中，地球和火星之間的最短距離是5500 萬公里（3400 萬英里），或者大約是地球與月亮.

那是在 2003 年，是兩顆行星 50,000 多年來最接近的一次。使用傳統(tǒng)方法，需要6 到 9 個月進(jìn)行單向過境，在此期間，宇航員會經(jīng)歷因長期暴露在微重力下而引起的生理變化。

這些包括肌肉萎縮、骨密度下降、心血管系統(tǒng)減弱等。此外，返回任務(wù)可能持續(xù)長達(dá)三年，在此期間，宇航員將至少在火星重力（地球的 36.5%）中生活和工作。

還有輻射暴露增加宇航員將在過境期間和在火星表面作時體驗(yàn)。然而，暴露于火星風(fēng)化層也會對健康造成潛在影響。正如 Wang 通過電子郵件向 Universe Today 描述的那樣：

“宇航員在火星上可能會接觸到許多潛在的有毒元素。最關(guān)鍵的是，除了來自玄武巖和納米相鐵的鐵粉外，還有大量的二氧化硅粉塵，這兩種物質(zhì)都對肺部有反應(yīng)，可導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)疾病。使火星上的塵埃更加危險的是，火星上的平均塵埃粒徑遠(yuǎn)小于我們肺部粘液能夠排出的最小粒徑，因此它們更有可能引起疾病。

在阿波羅時代，阿波羅宇航員報告了月球風(fēng)化層如何粘附在他們的宇航服上并粘附在他們航天器內(nèi)的所有表面上。返回地球后，他們還報告了咳嗽、喉嚨發(fā)炎、流淚和視力模糊等身體癥狀。

在2005 年 NASA 研究，研究了 6 名阿波羅宇航員的報告，以評估月球塵埃對 EVA 系統(tǒng)的整體影響，得出的結(jié)論是，最嚴(yán)重的健康風(fēng)險包括“視力遮擋”和“吸入和刺激”。

“二氧化硅直接導(dǎo)致矽肺病，這通常被認(rèn)為是接觸二氧化硅的工人（即采礦和建筑）的職業(yè)病，”Wang 說。

“矽肺病和接觸有毒鐵塵類似于煤工塵肺，這在煤礦工人中很常見，俗稱黑肺病。”

除了引起肺部刺激以及呼吸和視力問題外，火星塵埃還以其有毒成分而聞名。這些物質(zhì)包括高氯酸鹽、二氧化硅、氧化鐵（鐵銹）、石膏和微量的有毒金屬，如鉻、鈹、砷和鎘——這些金屬的含量尚不清楚。

在地球上，人們已經(jīng)對接觸這些金屬對健康的影響進(jìn)行了廣泛的研究，Wang 和他的團(tuán)隊(duì)利用這些金屬來評估它們在未來幾十年內(nèi)對前往火星的宇航員構(gòu)成的風(fēng)險：

“在火星上治療宇航員的疾病要困難得多，因?yàn)榇┰綍r間比以前前往國際空間站和月球的其他任務(wù)要長得多。在這種情況下，我們需要為宇航員在長期任務(wù)中可能出現(xiàn)的各種健康問題做好準(zhǔn)備，他們寫.

“此外，[微重力和輻射] 會對人體產(chǎn)生負(fù)面影響，使宇航員更容易患病，并使治療復(fù)雜化。特別是，輻射暴露會導(dǎo)致肺部疾病，這會加劇灰塵對宇航員肺部的影響。

除了食物、水和氧氣外，地球和火星之間的距離也使關(guān)鍵醫(yī)療用品的運(yùn)送變得復(fù)雜，宇航員也無法被緊急送回地球接受挽救生命的治療。

根據(jù) Wang 和他的同事的說法，這意味著載人任務(wù)在醫(yī)療方面也需要盡可能自給自足。

與所有主要的健康危害一樣，他們強(qiáng)調(diào)首先需要預(yù)防，盡管他們也確定了一些可能的對策來減輕風(fēng)險：

“限制宇航員棲息地的灰塵污染并能夠過濾掉任何突破的灰塵將是最重要的對策。當(dāng)然，一些塵埃將能夠通過，尤其是當(dāng)火星沙塵暴使保持清潔環(huán)境變得更加困難時，“他們寫.

“我們發(fā)現(xiàn)研究表明維生素C 可以幫助預(yù)防鉻暴露引起的疾病，碘可以幫助預(yù)防高氯酸鹽引起的甲狀腺疾病。

他們還強(qiáng)調(diào)，需要謹(jǐn)慎采取這些和其他潛在的對策。正如 Wang 所指出的，服用過多的維生素 C 會增加患腎結(jié)石的風(fēng)險，宇航員在長時間處于微重力下后已經(jīng)面臨腎結(jié)石的風(fēng)險。

此外，過量的碘會導(dǎo)致與最初治療相同的甲狀腺疾病。多年來，航天機(jī)構(gòu)一直在積極開發(fā)技術(shù)和策略，以減輕月球和火星風(fēng)化層的風(fēng)險。

示例包括特殊噴霧劑,電子束和保護(hù)涂層而多項(xiàng)研究和實(shí)驗(yàn)正在研究風(fēng)化層，以了解有關(guān)其運(yùn)輸機(jī)制和行為的更多信息。

隨著阿爾忒彌斯計劃的展開和火星任務(wù)的臨近，我們可能會看到藥理學(xué)和醫(yī)學(xué)治療的進(jìn)步，這些進(jìn)步也解決了太空探索的危害。

本文最初由今日宇宙.閱讀原創(chuàng)文章.

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