科学家创建新数学模型 为人类登陆火星提供方法

澳大利亚国立大学的研究人员测试了长时间零重力暴露对心血管系统的影响，以了解人体是否能够承受火星的引力，而火星的引力并不像地球上那么强大，在走出航天器时不会晕倒或出现医疗紧急情况。

该模型可用于研究短期和长期太空旅行对身体的影响，它可能是帮助人们登陆火星的一个关键部分。

澳大利亚国立大学医学院研究员Lex van Loon博士说，尽管前往火星有多种风险，但最大的担忧是长期暴露于微重力--接近零重力--再加上暴露于来自太阳的破坏性辐射，可能会对身体造成 “根本 ”改变。

“我们知道前往火星大约需要六到七个月的时间，这可能会导致你的血管结构或你的心脏强度因零重力太空旅行所经历的失重而发生变化，”该论文的主要作者van Loon博士说。

“随着Space X和蓝色起源等商业太空飞行机构的兴起，有钱但不一定健康的人有更多空间进入太空，所以我们想用数学模型来预测某人是否适合飞往火星。”

根据天文学家和急诊医学注册医师Emma Tucker博士的说法，长时间暴露在零重力环境下可能会导致心脏变得懒惰，因为它不必像以前那样努力克服重力，以便将血液泵送到整个身体。

“当你在地球上时，重力将液体拉到我们身体的下半部分，这就是一些人发现他们的腿在一天结束时开始肿胀的原因。但是当你进入太空时，这种引力消失了，这意味着液体转移到你身体的上半部分，这引发了一种反应，使身体认为有太多的液体，”Tucker博士说。

“结果，你开始经常上厕所，你开始排出多余的液体，你不觉得渴，你也不喝那么多水，这意味着你在太空中变得脱水。这就是你可能会在新闻中看到宇航员再次踏上地球时晕倒的原因。这是太空旅行的一个相当普遍的现象，你在太空中的时间越长，当你回到重力状态时，你就越有可能晕倒。我们的模型的目的是非常准确地预测一个宇航员是否能够安全地到达火星而不晕倒。我们相信这是有可能的。”

由于火星和地球之间的通信延迟，宇航员必须能够在没有支持团队立即帮助的情况下执行他们的任务。据van Loon博士说，这个无线电静默的窗口根据太阳、地球和火星在其轨道上的定位而变化，但它可以持续至少20分钟。

“如果一个宇航员在第一次走出航天器时晕倒，或者出现医疗紧急情况，他们在火星上将没有人帮助他们，”van Loon博士说。

"这就是我们必须绝对确定宇航员适合飞行并能适应火星的引力场的原因。他们必须能够在那些关键的最初几分钟内，在最小的支持下有效和高效地运作。"

为了模拟前往火星的危险，该模型采用了一种基于从以前的太空探险中获得的宇航员数据的算法，包括阿波罗任务。

尽管用于影响模型参数的空间数据取自中年和训练有素的宇航员，但研究人员希望通过模拟长期太空飞行对相对不健康的人和预先存在的心血管问题的影响来提高其能力。这将为研究人员提供一个更完整的画面，说明如果一个“普通”人进入太空会发生什么。