1700038008
1700038009
其他研究人员发现，在模拟空间环境中，质子辐射会导致小鼠出现注意力缺陷和任务表现不佳，[17] 而高能重粒子会导致与阿尔茨海默病相关的β淀粉样蛋白斑块增长。[18] 我们从临床研究中发现，接受某些种类脑癌放疗的人可以治愈，但他们的认知功能明显下降。描述这个现象的术语是辐射引起的认知衰退。在所有接受头部放射治疗并存活至少6个月的癌症患者中，有一半以上的患者会出现进行性认知障碍，尤其是在处理速度（快速思考）和记忆力方面。[19] 但是，这一结果仍然不能直接应用到太空中，因为患者只是在几个月的时间里接受强烈的辐射，而在太空中，火星之旅过程中暴露在辐射下的时间跨度接近3年。
1700038010
1700038011
1700038012
1700038013
1700038014
一位接受过伽马刀手术的患者8年后的头部CT影像
1700038015
1700038016
接受放射治疗以缩小脑瘤或畸形物的病人，由于意外的辐射损伤周围脑组织，常常会出现进行性认知障碍。如图，一名39岁的妇女在接受伽马刀治疗8年后，出现脑水肿（肿胀）和脑萎缩（缩小）。在往返火星的旅途中暴露在宇宙射线下，有可能造成类似的伤害。
1700038017
1700038018
1700038019
1700038020
早在20世纪90年代，前文提到的NASA辐射健康官员弗朗西斯·库奇诺塔，就率先对宇航员暴露在不安全的宇宙射线中提出了警告。库奇诺塔在NASA工作了30 多年后离开，前往拉斯维加斯的内华达大学任教。2017年，他公布了一项基于癌症模型的研究，揭示了宇宙射线如何将其损害扩大到其他健康的非靶“旁观”细胞，从而使癌症风险加倍。[20] 由于该系列研究及其非确定性的结果，NASA不得不考虑将宇航员送往火星的道德问题。航天局提出知情同意书的方式，以便相关人员接受可能存在的风险。NASA相关资深人士认为，宇航员是健壮的人群，实际上他们愿意为此牺牲或缩短寿命。
1700038021
1700038022
美国国家科学院（National Academy of Sciences，NAS）是一个由美国顶尖科学家组成的团体。它根据NASA的请求，“制定了行为准则，并确定‘在现有健康标准不能完全满足’，或根据现有证据无法制定适当标准的情况下，指导长期探索任务的健康标准决策的原则”。美国国家科学院最终在2014年指出，“放松（或解除）当前的健康标准，允许进行某些长期探索任务，在道德上是不可接受的”。[21] 但是，美国国家科学院委员会基于收益—风险以及尊重自主选择的原则，给了NASA一条出路。收益—风险可能被人故意搞得含糊不清，因为根本就没有必要进入太空，而收益或价值则完全取决于我们所赋予它的东西。对自主选择的尊重让宇航员成为英雄，只要他们愿意，只要利益大于风险，就好比一个消防员冲进起火的大楼去救一个孩子。
1700038023
1700038024
1700038025
1700038026
1700038027
太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 [:1700036956]
1700038028
太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 要是存在力场就好了
1700038029
1700038030
怎么才能降低风险呢？防护，大量的防护。宇宙射线比太阳辐射能量更大。从根本上说，它移动得更快；其中一些原子，如铁原子核，比太阳风中的质子和电子要重得多。铁原子核的能量是氢原子核的数百倍，因为氢原子核里 就一个质子。没有什么比脆弱的屏蔽更加糟糕的，因为二级级联粒子就像飞溅的弹片一样，杀伤范围更广。宇宙飞船那层薄薄的金属，仅仅是对宇宙射线的撞击起到了散射作用，把一颗快速子弹变成了几十颗速度稍慢的子弹而已。飞船需要厚厚的防护，厚到什么程度，是一个简单的物理——和经济——问题（你记住这个等式：厚度等于质量，质量等于金钱）。
1700038031
1700038032
几厘米厚的铅就可以。但这将使任务的载重增加数百吨，因此要多花数十亿美元。水可以提供有效的防护。无论如何，我们都需要带上水。因此，工程师们正在研究一个方案，将包裹整个飞船的外壳充满水。但是，保护一艘尺寸足以将乘组送往火星的飞船，需要大量的水——也就是说，远远多于你需要饮用的水。你也可以用废弃物作为额外的保护。虽然材料有限，但这一招很管用。一种质量很小、非常有效的防护物是氢气，但你需要高压舱室来装氢气，而带上太多的质量，又会把我们带回到那个等式里。
1700038033
1700038034
答案是有可能采用组合的方法来解决防护问题，使防护材料具有双重作用。在这方面，氢化氮化硼纳米管（BNNT）显示出巨大潜力。[22] 这些管子由碳、硼和氮制成，非常轻，能够承受热量和压力，而且足够坚固，可以作为整个航天器的主要承重结构。这些管子可以充入氢气或水，作为主要的辐射防护。硼可以很好地吸收二级中子，使辐射级联效应最小化。与碳纳米管一样，BNNT目前价格昂贵，但在不久的将来价格可能会降下来。如果不能整艘飞船都使用这样的防护罩，那么只在睡觉的舱室使用可能也可以。如果宇航员每天睡觉或休息8小时，就能把辐射暴露有效地减少1/3。虽然我们无法得到与地球一样的完善保护，但部分保护措施也能降低健康风险，缓解所有人的担忧。
1700038035
1700038036
位于瑞士的欧洲核子研究组织（Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire，CERN）的研究人员正在研究一种磁场，这种磁场可以用作微型磁层，使宇宙射线产生自然偏转。2014年，欧洲核子研究组织打破了一项纪录，在24开尔文（约-249℃）的温度下，在一条由两条20米长的二硼化镁（MgB2 ）超导体电缆组成的电力传输线中产生了2万安培的电流。这预示着在地球上可以进行更便宜、更可靠的电力传输。与此同时，欧洲核子研究组织还参加了欧洲太空辐射超导防护（European Space Radiation Superconducting Shield）项目，将该技术应用于航天器和太空栖息地。该项目的目标是创造一个强度为地球磁场3000倍的磁场，其直径为10米，可以保护飞船内和飞船外的宇航员。欧洲核子研究组织正在研究采用二硼化镁超导带重构太空电子线圈的方法。
1700038037
1700038038
所有这些东西，也就是这些神奇的材料和力场，投入应用还需要几年的时间。近期还没有解决宇宙射线问题的办法，只有希望它不会像实验室研究预测的那样糟糕。
1700038039
1700038040
1700038041
1700038042
1700038043
太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 [:1700036957]
1700038044
太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 急诊外科
1700038045
1700038046
如果你的阑尾在去火星的途中破裂了怎么办？撤回地球是不可能的。乘组里肯定会有一名医生，希望不是他或她的阑尾发炎了。地球上治疗阑尾炎的标准方法是阑尾切除术。抗生素疗法只有在阑尾尚未破裂的情况下才有效，即便如此，这种治疗方法也有其局限性。然而，即使是熟练的外科医 生也很难在零重力或部分重力的情况下进行手术。在没有重力的情况下，血液会雾化，形成雾气。组织密度、血流量和麻醉都会不同，即使再熟练的外科医生也会变成新手。如果你完成了手术，太空中的伤口愈合又是另一个变数。全球每年有1100多万个阑尾炎病例，造成5万多人死亡，其中大部分是由于缺乏及时治疗。[23] 阑尾发炎后大约一半时间内，几乎没有什么征兆。在为期3年的任务中，6位乘组人员中的某一位患上阑尾炎的可能性很高，因此NASA和ESA的一些人建议在飞行前摘除宇航员健康的阑尾，以此作为一种预防措施。
1700038047
1700038048
这个术语叫作预防性手术，并不局限于大部分可切除的阑尾。长有智齿的任何人如果想成为乘组人员，都必须将智齿摘除，以免在长期任务中出现问题。一些医生还主张切除健康的胆囊，以预防胆囊炎。其他的担忧包括胰腺炎、憩室炎、消化性溃疡和肠梗阻，但是你无法移除与这些潜在致命疾病相关的器官。[24] 不过有一点十分肯定：在你离开地球之前，你会接受结肠镜检查。
1700038049
1700038050
我们可以预期，在太空飞行期间人们的免疫功能会下降，这一事实放大了各种风险。乘组成员可能会经历病毒复活，比如疱疹复发。我们之前提到的北极和南极探险中就有先例。由于严重受伤或骨折而感染的肢体可能需要截肢，这在21世纪听起来似乎很粗暴。让事情变得更复杂的是，宇 航员冒险进入距离地球数光分或光时的太空后，他们与任务控制中心的通信就不是无缝的了，会出现数分钟或数小时的延时。飞船上的医生或医务人员需要依靠自己的智慧和某种虚拟伴侣，比如机器人或先进的医疗软件。我们一下子又回到了之前的医学时代，因为太空中的标准治疗可能就是观察和等待。
1700038051
1700038052
1700038053
1700038054
1700038055
太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 [:1700036958]
1700038056
太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 双胞胎研究
1700038057