HILL12/15刊發撰稿人CHRIS CARBERRY和RICK ZUCKER的文章,建言人類應該以國際空間站為基地,使人類能夠到達火星。兩位作者都是探索火星公司的高階成員。
在過去20年中,國際空間站已容納了來自17個國家的200多名宇航員。事實證明,國際空間站具有獨特的能力,能夠為未來的火星任務,開發和測試探索各種技術和人類生理學研究。
未來10年,國際空間站可以在克服人類探索火星道路上的障礙方面發揮關鍵作用,它不僅是關鍵研究課題的實驗室,而且,是模擬火星任務的起點,將人類從零G環境帶到地球上的火星模擬地點。研究領域包括環境和生命支援系統、居住艙研製、人體因素、空間營養、航天服測試、長時間人體生理學、地表適應和康復等。國際空間站是解決科學奧秘的獨特設施,如果我們利用它所提供的一切,它將加速我們探索太陽系的努力。
綜合火星任務模擬
一個沒有答案的問題是,當宇航員到達火星表面時,他們需要多長時間才能從零重力穿越火星過程中恢復過來。目前,從國際空間站返回的宇航員在到達地球的瞬間就會被支援人員接走;然而,宇航員在火星上卻得不到同樣的奢侈待遇。他們需要在危險的外星上,在零重力的環境中生活6到9個月後經歷自我恢復,並儘快開始工作。鑑於這一現實,我們有必要了解宇航員的身體和精神恢復需要多長時間,以便設計未來火星任務的架構來滿足他們的需求。我們現在就可以從國際空間站返回的宇航員著手,開始尋求這些問題解答。
火星任務還將需要更新宇航員所需的操作概念、工具和流程,以使他們的地面活動儘可能快、儘可能安全。模擬宇航員操作與延時支援小組的考察,能明確所缺乏的知識之處。這些活動應納入即將進行的國際空間站考察,以使國際空間站在軌期間的效益最大化。解決這些未知問題,會使我們能夠為前往火星的乘員購買下大量保險。
為了充分利用這些測試,我們需要從現在開始。如果人類要在2030年代前往火星系統,就需要了解乘員將會經歷什麼。綜合模擬任務,可以在南極洲或北極的乾燥山谷等惡劣環境中進行,並結合上述研究領域,就有可能徹底改變我們對火星任務操作的理解。
長時間太空飛行研究實驗室
國際空間站還有助於測試人類在深太空任務期間的表現。早期的火星任務從發射到地球返回,無論是軌道還是地面任務,都可能長達1,100天。無論是設計還是作為應急計劃,機組人員最終可能會在零G環境中度過整個任務期間。目前還不知道這種持續時間的任務會如何影響航天員的健康和表現。事實上,超過438天,比如Valeri Polyakov在1994年的和平號任務的長期載人航天飛行的資料點為零,連最短的火星任務持續時間的一半都沒有。
像"太空年"這樣的任務,包括斯科特-凱利和米哈伊爾-科爾尼延科在國際空間站上的時間,對於瞭解長時間的太空飛行如何影響人體和心理非常關鍵。儘管如此,我們需要更多的資料點,以便從不同的人群中生成一個有統計意義的資料集,這樣才能做到將調查結果普遍化。
目前在國際空間站上採用的兩個半小時的運動方案,在很大程度上彌補了6個月到1年任務中骨質流失和肌肉退化的影響。但是,即使這些問題被證明可控,我們仍然需要研究其他一些挑戰。例如,國際空間站上的宇航員還可能會出現視力模糊、腎結石形成、骨折和獲得醫療服務的機會有限等問題。宇航員如何克服這些和其他可能出現的未知挑戰,延長他們在太空中的停留時間,目前還是未知數。但是,我們可以在國際空間站上追求更多的長時間任務來尋找答案。
火星任務裝置的試驗檯
國際空間站還可以作為火星任務裝置的寶貴試驗檯,如需要微重力、輻射或熱空間環境的實驗和技術演示。環境控制系統、3D列印技術、智慧系統和火星探測所需的許多其他技術,今天都可以在國際空間站上進行測試,在距離地球表面只有幾個小時的空間環境中進行。有必要了解新的深空系統如何經受住暴露在零G環境中的嚴酷考驗。事實上,這些系統中的許多系統,如尿液處理器,只有在有人類定期給系統施加壓力的情況下才能進行徹底測試。
公眾希望美國航天局做大事,他們希望看到人類探索太陽系。隨著美國宇航局制定更全面的計劃,在21世紀30年代將人類送上火星,公眾幾乎肯定會興奮地看到美國宇航局在軌道上測試火星轉移飛行器的裝置,或者在21世紀的20年代跟隨宇航員從國際空間站到火星模擬地點的模擬火星任務進展。納稅人將目睹宇航員為準備前往火星而進行的真實訓練,公眾甚至可以透過社交媒體和目前在太空計劃中使用的增強或虛擬現實體驗,親身體驗這種任務的挑戰。
國際空間站有其獨一無二之處:它就在附近,它正處活躍期,不過,它不會永遠持續下去。如果我們真的想超越地球系統,我們就需要利用我們現在手中的資源。只要運用正確的專業知識和配套的管理結構,國際空間站就能拓展人類空間探索的視野。目前沒有其他平臺能夠提供國際空間站所提供的獨特能力。放棄充分發揮國際空間站能力的機會,只會拖慢我們的腳步,甚至阻礙火星之旅。