在接下來的十年中，到 2033 年，美國宇航局和中國打算有史以來第一次將宇航員送上火星。 這帶來了許多挑戰，從後勤和技術問題到確保宇航員能夠處理廢物並有足夠的食物和水進行為期數月的火星往返飛行。
但是，當然，將在太空中度過數月的宇航員的健康和安全將受到宇宙輻射和微重力的影響。 甚至有人擔心，在微重力條件下幾個月後，宇航員將難以適應火星重力。
為了確定這些擔憂是否合理，澳大利亞國立大學 (ANU) 的一個太空醫學專家團隊開發了一個數學模型來預測宇航員是否能夠安全地前往火星並在抵達這顆紅色星球後履行職責。
該研究小組由澳大利亞國立大學健康與醫學學院 (CHM) 的研究員 Lex Van Loon 博士領導。 正如他和他的同事在他們的研究中指出的那樣，火星任務的潛在危險很多，但最大的威脅可能是宇航員將在微重力環境中度過的時間。 結合來自太陽和宇宙源的破壞性輻射，這種經歷將導致他們的身體發生根本性的變化。
根據在國際空間站 (ISS) 上進行的廣泛研究，眾所周知，微重力會導致肌肉和骨骼密度下降，並影響器官功能、視力和心肺系統——心臟及其通過動脈系統泵血的能力和靜脈體
正如王龍所描述的，他們的研究很重要，不僅因為擬議的火星任務，而且對於不斷增長的商業航天領域也很重要：“我們知道火星之旅需要六到七個月的時間，它可以改變火星的結構。由於太空旅行導致的失重，您的血管或心臟的強度。 隨著 Space X 和 Blue Origin 等商業航天機構的出現，有錢但不一定健康的人有更多機會飛入太空，因此我們想用數學模型來預測一個人是否適合飛往火星”。
合著者、天體物理學家和急診醫學登記員 Emma Tucker 博士補充說，長時間失重會導致心臟變得遲鈍，因為它不必努力克服重力並將血液泵入全身：“當你你在地球上，重力將液體拉向你身體的下半部分，所以有些人的腳在一天結束時開始腫脹。 但是當你進入太空時，引力就消失了，這意味著液體會轉移到你身體的上半部分，這會引發一種反應，讓身體認為液體過多。
結果，你開始大量上廁所，排出多餘的液體，不感到口渴，少喝水，因此，在太空中，你會脫水。”
塔克說，這就是為什麼從國際空間站返回的宇航員在重新進入地球或需要用輪椅運送時會昏倒的原因。 它們在太空停留的時間越長，返回地球時就越容易坍塌，適應地球引力的過程就越困難。
當涉及到火星任務時，地球和火星之間的通信延遲會增加複雜性。 根據太陽、地球和火星的位置，這些延遲可能會持續長達 20 分鐘，這意味著宇航員必須能夠在沒有任務控制員或支持人員（包括緊急醫療護理）的即時協助的情況下執行任務。
正如王龍解釋的那樣：“如果一名宇航員在第一次離開宇宙飛船時失去知覺，火星上將沒有人可以幫助他們。 這就是為什麼我們必須絕對確定宇航員已經準備好飛行並且能夠適應火星的引力場。 他們必須能夠在關鍵的最初幾分鐘內以最少的支持有效和高效地運作。”
他們的模型是基於機器學習演算法，而機器學習演算法又基於過去國際太空站和阿波羅任務中收集的太空人數據，以模擬與火星之旅相關的風險。
測試表明，它可以模擬長期太空飛行後以及各種重力和流體負荷條件下心血管系統的關鍵血流動力學變化。 結果令人鼓舞，因為它們表明宇航員可以在微重力環境中度過數月後發揮作用。
儘管目前的模型是基於訓練有素的中年宇航員的數據，但研究人員希望擴大其能力，以包括商業航天飛行的數據。
最終，他們的目標是創建一個模型，該模型可以模擬長時間太空旅行對患有心髒病的相對疾病患者或未經訓練的平民的影響。 他們希望這個模型能夠完整地描述如果一個“普通”人進入太空會發生什麼。
誰知道呢？ 有可能模擬微重力對兒童和胎兒發育的長期影響。 如果我們想把人類送到月球、火星和其他地方，並在那裡生活一天，這項研究至關重要。
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