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[视频]俄罗斯:首批志愿者“登陆”火星表面

发布时间:2011年02月15日 07:45 | 进入复兴论坛 | 来源:中国网络电视台

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    大年初一,正在莫斯科执行“火星-500”试验任务的中国志愿者王跃,从遥远的“火星”轨道上给祖国人民送来新春祝福。

    中国网络电视台消息:14号由俄罗斯等国发起的“火星-500”试验项目进行了首次模拟出仓作业,第一批志愿者执行了模拟登陆火星等任务。

    综合新华社、《解放军报》报道: 正在俄罗斯实施的模拟登陆火星试验12日进入关键阶段。中国志愿者王跃和一名俄罗斯志愿者、一名意大利志愿者乘坐的登陆舱与主舱分离,经过1小时的飞行,成功降落在“火星”表面。    

    王跃和他的两名同伴于莫斯科时间12日11时从主舱进入登陆舱。三名志愿者将在“火星”表面停留至2月23日,其间,志愿者将完成3次出舱“登陆”。俄罗斯志愿者斯莫列耶夫斯基和意大利志愿者乌尔维纳组成的第一乘组,昨天率先出舱登陆“火星”表面。王跃和斯莫列耶夫斯基作为第二乘组,计划于18日模拟登陆火星。

     俄意志愿者行走“火星”表面

    王跃本周五出舱作业

    两名“火星-500”项目志愿者14日走出登陆舱,在“火星”表面行走。

    俄罗斯志愿者亚历山大·斯莫列耶夫斯基和意大利志愿者迭戈·乌尔维纳穿着质量32千克的太空服,踏上用沙子和石块模拟制作的“火星”表面,插下俄罗斯国旗、中国国旗和欧洲航天局旗帜。

    研究人员希望借14日行走实验观察志愿者长时间封闭、活动量减少后,穿那套太空“行头”能否活动自如。

    根据计划,志愿者将分组模拟登陆火星,王跃和俄罗斯志愿者斯莫列耶夫斯基作为第二乘组,计划于18日模拟登陆火星。他们将身穿改装的俄罗斯“海鹰”航天服,打开登陆舱气闸,在“火星”表面开展作业。王跃还将驾驶装有机械臂和摄像头的火星探测车,在“火星”表面采集岩石。

       志愿者分三组执行任务

    期间还演练处理紧急情况

    据“火星-500”项目俄方负责人、俄罗斯医学生物问题研究所副所长鲍里斯·莫鲁科夫介绍,第一次出舱“登陆”的任务是将所有必要的设备从登陆舱内搬到“火星”表面;第二次“登陆”时志愿者将对“火星”表面进行勘察,并获取土壤样本;第三次“登陆”的目的是模拟突发事件应急处理。按计划,在这次出舱“登陆”时,有一位志愿者意外摔倒导致手部受伤,另一名志愿者必须对他进行照料,并帮助他站立和走到登陆舱。莫鲁科夫说,不排除演练处理其他紧急情况的可能。

    在王跃等人“登陆火星”时,有3名志愿者留守主舱,他们要配合完成地面支持工作,并为飞船“返回”地球做好准备。按照计划安排,第三乘组志愿者于22日完成模拟登陆火星任务后,登陆舱将载着3名志愿者脱离“火星”表面,进入“环火星”轨道飞行,24日与主舱对接。3名志愿者将接受3天的隔离检疫,于27日打开对接舱门,同主舱的其他志愿者会合,开始“返回”地球的漫长旅程。

       俄预计20年内完成飞往火星准备

    俄罗斯联邦航天署副署长维塔利·达维多夫14日在莫斯科观摩“火星-500”项目志愿者模拟登陆“火星”时说,人类有望在20年内做好飞往火星的准备。

    达维多夫说,目前俄罗斯正在研制用于飞往火星的航天器,20年内将做好飞往火星的准备工作。届时,航天器将从位于阿穆尔州的东方发射场发射升空。

    达维多夫表示,勘探火星技术难度高且耗资巨大,是任何一个国家都难以独自完成的。因此,这将是一个由多方参与的国际合作项目。他特别强调说,合作的大门同时也向中国等国家敞开。

      释疑揭秘

    此次模拟到底有多逼真?

    去年6月3日正式启动的“火星-500”试验是由俄罗斯组织、多国参与的一个国际合作项目,重点是探索火星探测过程中“人与环境”的关系,了解未来前往火星的宇航员的心理和生理状态,为未来火星探测积累经验。由于从飞船发射、飞向火星、火星着陆到返回地球的一系列过程需要近500天时间,因此,这项试验将持续520天。来自中国、俄罗斯、法国和意大利的6名志愿者用250天“飞往火星”,30天“驻留火星”,240天“返回”地球。

       从飞行程序到生活环境逼真模拟

    “火星—500”是人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的一次试验。中国航天员中心航天员选拔训练研究室主任吴斌说,此次模拟有几个方面:第一个是生活环境的模拟。航天员将来从地球出发,飞往火星的过程中生活和工作都在一个狭小密闭的舱里面,这次的试验完完全全模拟这个狭小的舱。同时模拟有限的资源,比如带的食品、水、生活用品。

    第二,飞行程序的模拟。模拟往返火星是520天,出发到达火星的时间是250天,在火星上停留30天,返回是240天,整个时间是1:1来模拟的。另外,在整个试验过程中,志愿者也模拟航天员值班的安排,日常的一些工作,飞行员的操作、试验,还有外界的一些变化等等,按照飞行程序来模拟。

    第三,通讯延迟的模拟。因为地球到火星的时间非常长,通讯就有一个比较明显的延迟,最长的一个单向的通讯,比如地面的控制人员和火星上的宇航员通一次话,地面说话到宇航员听到需要20分钟左右的时间,宇航员说的话再传回来,大约又需要20分钟时间,这样一次对话就将近40分钟。这一次火星模拟试验完完全全模拟这种通讯延迟。在通讯延迟的情况下,要求乘组对自己进行自主心理支持,出现问题要进行自主判断和处置,包括医学上、生理上出现问题都是一样。

    第四个模拟是模拟登陆火星。整个试验设施有两个很特殊的舱段,一个是轻型的充气舱,模拟火星表面部分的失重;另一个是准备登陆的舱,即火星登陆器。可以模拟从这个通道穿上特制的火星服到充气的地方,在火星上进行工作,这是模拟登陆的过程。在登陆的时候还模拟火星的星空,以及火星红色的地面。另外,也会放一些石头、岩石,模拟火星表面的状况。应该说整个模拟还是比较真实和全面的。

      “人与环境”的关系是重点 失重和辐射环境不模拟

    但是和真正飞行相比很重要的几个因素模拟不了,最重要的一个就是失重环境模拟不了。我们整个奔向火星的过程和返回的过程中,主要处在失重的状态,这次试验是不予模拟的。整个辐射环境也没有模拟。

    “火星-500”试验中方项目负责人陈善广表示,“火星-500”试验重点是探索火星探测过程中“人与环境”的关系,了解未来前往火星的宇航员的心理和生理状态,为未来火星探测积累经验。这个试验主要有4个目的:第一,对人的耐受能力试验。主要是研究模拟飞行环境对人的生理和心理健康及工作能力的影响。第二,探索人类在长时间太空飞行过程当中,能够用什么样的医疗手段有效监控、诊断人的健康,以及医疗救助和防护措施。第三,做初步自主运载能力试验。第四,考验通讯方式改变时信息传输能力。

       顺利“返回”还须闯四道关

    各国共有106个项目参加本次试验,这让6名志愿者很少有空闲时间。每天一起床,他们就要自行测量体温、血压、体重,抽取血液等,随后开始一整天的忙碌。中国志愿者王跃不仅要参与本国的试验项目,还要作为被测试者参与其他国家的参试项目。6名志愿者的工作不仅单调,身上佩戴的一些仪器设备也让他们“叫苦不迭”。脑电极试验就是一例:志愿者晚上要戴上电极帽,监测夜间睡眠期间动态脑电图。由于头皮上布满了电极贴和导线,睡觉时会感到非常难受。

    除了紧张的工作,生活中的考验还有很多——昼夜看不见:舱内看不到日出日落,没有光暗周期,这些因素打乱了志愿者稳定的身心状态,直接影响到志愿者体内的生物节律;饮食严格配:志愿者的食物大都以罐头食品和脱水食品为主,很难吃上新鲜食品,但舱内温室里种植的少量蔬菜可以作为配餐。

    本次试验的主办方之一——俄罗斯科学院医学生物学问题研究所的专家波塔波夫撰文说,志愿者若想顺利往返火星和地球,须在心理和生理方面闯过“迅速适应新环境”关、“进入绕火星轨道”关、“火星着陆”关、“驻留”关、“疲劳”及“回归”关和“地面恢复”关。现在,前三关已经成功闯过。

    接下来志愿者们还要面临四道关的考验:首先是“驻留”关。火星引力可能使失重的人体及其适应性出现一定紊乱;火星磁场微弱,大气稀薄,不能像地球那样抵御宇宙射线的侵袭;飞船内的地球微生物可能“登上”火星,造成污染。因此,志愿者须按预定计划及时解决这些问题,保证考察工作顺利进行。

    第五和第六关为“疲劳”及“回归”关。完成火星表面考察任务的志愿者会有强烈疲劳感,此时急需相关药物、器械和心理辅导帮助他们恢复。在“返回”地球的航程结束前2周至4周内,志愿者会异常激动,这种情绪也会转变成焦虑,这时需要采取必要的疏导防范措施。

    最后一关为“地面恢复”关。归来的志愿者应在“天壤之别”的环境中接受恢复性治疗,并有可能长期接受心理辅导。

      专家解读

    人类离真正登陆火星还有多远?

    “袖珍地球”让人类“情有独钟”

    太阳系中有8颗行星,人类为什么长期对火星“矢志不渝、情有独钟”?

    “火星-500”试验中方项目负责人、中国航天员科研训练中心主任、中国载人航天工程航天员系统总指挥兼总设计师、我国载人航天领域航天医学工程学科带头人陈善广解释说,相比较而言,在太阳系的行星中,火星是自然条件最接近地球的行星。它的直径约为地球的一半,有稀薄的大气层,自转一周仅比地球多半个多小时,也有春夏秋冬四季之分。火星因此有一个别称——“袖珍地球”。火星独特的空间位置、气候和地质状况决定了它有可能成为科学研究基地和将来人类移民的彼岸。

    陈善广说,火星的价值不可估量。人类探索外星球,绝不仅仅是为了满足好奇和幻想,而往往会推动科学技术的巨大发展。比如,上世纪以来美国科学技术一路领先,像无线通信、计算机等技术的突破,可以说相当程度上得益于登月计划这样宏伟的太空探索项目的成功实施。可以想象,人类登陆火星计划的实施,必然会给人类科学技术的新突破带来强刺激,最终给人类的发展带来福祉。

    同时,地球人对火星的探索,也是人类探索宇宙生命的一个重要里程碑。通过探索火星,可以使地球人以火星为镜子,探索地球的“前世今生”,进而更好地保护我们人类所居住的地球。

       登火星面临技术和人双重考验

    一说到登陆火星,人们就会想到上世纪人类曾经的登月行动。陈善广说,火星探测比月球探测的难度要大很多,从距离上来讲就有“天壤之别”。目前来看,地月往返需要一两个星期,地球到火星往返却需要一两年的时间。无论是从飞行器及燃料储量还是航天员需要的食品、饮料、氧气等物资都显著增加,不仅需要大大提高火箭推力,还需要发展成熟的再生式生命保障技术以至未来受控生态生保技术,才能综合解决这一问题。

    还有其他许多因素。比如火星引力比月球大出一倍多、火星因有稀薄大气可能存在恶劣气象条件等,都大大提高了航天器往返火星的难度系数。再有就是由于火星与地球相互位置关系比较复杂,选择发射窗口、飞行路径以及返回窗口也是一项十分复杂的工作。

    人的问题是最大的挑战之一。陈善广说,人类到目前为止,最长的太空飞行记录是438天,是由俄罗斯航天员波利亚科夫在空间站上创造的。而人类往返火星,不但超出了目前为止人类太空停留的极限,还要完成登陆火星等很多复杂的工作,这对航天员生理心理的挑战将是前所未有的。

    近地轨道飞行实验表明,长期飞行对人的心血管系统、骨骼肌肉系统都有很大影响,特别是肌肉萎缩和骨丢失高达20%以上。人类从离开地球、进入轨道、登陆火星表面,再到返回地球,要经历失重、超重、低重力等多种重力环境,饱受重力变化之苦。这些变化对人体的影响,目前还缺少研究。另外,长期辐射效应也很明显。人每一次进入宇宙空间都有辐射的危险,虽然有飞行器、航天服和药物进行防护,但毕竟有限。尤其是太阳质子事件难以预测,对仪器对人的危害都很大。心理问题更不可忽视,长期处于狭小密闭的舱内、远离地球家园带来的孤独感会很严重,还有乘组成员之间的文化、习性以及个性相容性等都是考验。

    医学保障也是个大问题。飞行途中航天员生病了怎么办?比如得了阑尾炎怎么办?所以这次“火星-500”试验,要求志愿者具有较高的自主性,因为地面支持非常有限。载人登月的通讯时滞是秒级水平,而火星飞行的通讯时滞达到20分钟,人或者仪器设备出现问题后,地面支持甚至无能为力,航天员要能够自主准确地处置。

       人类未来15-20年或踏上火星之旅

    “火星-500”试验毕竟不同于真正的登陆火星。那么,人类何时能够真正踏上火星之旅呢?陈善广说,“火星-500”是重点旨在探索火星探测过程中“人与环境”关系的一次试验。在人类真正登陆火星之前,航天技术还需大的发展与跨越,还需要多次的、更加逼真的各类型或综合性的模拟试验。可以说,在人类探测火星的征程中,我们仅仅是“万里长征刚刚走了一步”。当然,在科学技术日新月异的今天,一切都是未知,一切皆有可能。只要我们遵循一步一个脚印的原则,我相信,在未来15-20年的时间内,人类是有可能成功登陆火星的。

     新闻链接

    中国三大项目参试“火星-500”

    世界各国共有106个项目参与“火星-500”试验。中国的参试项目是依据中国载人航天工程发展的实际需要和自身特色选择的。中方最终确定了长期密闭环境下人体中医辨证研究、火星任务地面模拟环境对生物节律与氧化应激的影响研究、长期密闭环境对乘务组成员非言语交流的影响研究三大项目。

    据航天员首席医监医保医生李勇枝介绍,用中医的理论和视角,采取望、闻、问、切的诊断法,研究长期密闭环境下人体生命活动的状态,阐释其特点及变化规律,这富有鲜明的中国特色。他们研制的“太空养心丸”等中医方剂,已成为中国航天员重要的医监医保措施。中医药在航天医学问题的干预与防护中初显作用,就连俄罗斯同行也对此表现出浓厚兴趣。

    负责生物节律及氧化应激项目的万玉民研究员说,我国已在“神七”飞行中围绕这一项目研究取得了丰硕成果,目前正聚焦于时间生物学问题的相关研究。中国将利用“火星-500”试验的契机,进一步深化失重、受限等空间因素对生物节律的影响研究,致力于建立有助于航天员维持最佳绩效水平的对抗措施等。

    长期密闭环境对乘务组成员非言语交流的影响研究,也是中国第一次将来自不同国家、不同文化背景的乘务组成员作为研究对象。对于没有参与过多国航天员合作飞行的中国而言,这一项目将大大丰富对人在密闭环境下的心理行为特点规律的认识。

    由于中方三大参试项目要求外国志愿者共同参与,中方为此制作了中、英、俄三种语言的培训教材,就中方项目内容、参试设备、试验方法和程序、故障预案等进行了详细说明,便于志愿者尽快掌握操作规程。

    视频编辑:张冀文 综合:汪蛟龙