在人类探索太空的过程中,宇航员们面临着前所未有的挑战。除了长时间的空间隔离和微重力环境,还有一个至关重要的问题需要解决,那就是适应不同行星的大气压力。地球上的大气压力对我们的身体来说是非常舒适的,但是在其他行星上,大气压可能会远远超出或低于地球标准,这对于人类健康构成了严重威胁。
为了确保宇航员能够安全地在未来建立太空殖民地,科学家们必须研究如何模拟这些不同的环境,以便在训练中提高他们对极端条件的适应性。这不仅包括学习如何处理各种大气压力的实际情况,也包括理解这些变化对人体生理和心理影响的一切。
首先,我们需要了解什么是大气压。大气压是一种由地球表面的重力作用引起的大量空气所施加于我们身上的力量。它通过层层叠加,形成了我们周围的一个巨大的、不可见但却无处不在的推动力量。在海平面上,大约每升水排除1.01325巴(即100千帕斯卡)的精确值。当你飞得更高时,大部分的大型飞机通常可以达到8000米以上,而此时大气压已经显著降低到只有当初海平面的一小部分。
然而,在火星这样的红色行星上,大氣壓只是地球一小多半,而月球则几乎没有任何可用的氧化物质。这意味着如果人们要长期居住在地球之外,他们将不得不学会如何操作与完全不同的人类生态系统相互作用,并且还要做好准备承受与此相关联的大量健康问题,如耳朵疼痛、皮肤干燥以及许多其它症状。
为了让宇航员们能够最大限度地减少这种风险,一些科学家正在开发一种名为“湿式”真空床(Wet Vacuum Bed)的设备,这个设备使用特殊材料来模拟火星的地球表面,使得睡眠更加舒适,同时保持头部向下并使呼吸更加容易。此外,对于那些计划前往月球或其他较接近太阳的小行星进行任务的人来说,他们也需要考虑到温度变动,因为这将直接影响他们穿戴过滤器以保护自己免受紫外线伤害而采取的手段。
尽管这看起来像是简单的问题,但它涉及到许多复杂技术挑战,从设计有效遮蔽手套直至制造用于监控生命支持系统的心脏率传感器等都不是易事。而且,由于所有这些设备都必须携带给漫步者,所以它们必须既轻巧又耐用,而且还能同时满足所有必要功能需求。
然而,即使最先进技术无法提供完美解决方案,培养一支经过充分培训和准备而坚韧不拔的人才队伍也是必不可少的。例如,有些科学家认为,让潜水员从深潜中返回后迅速改变深度,将有助于他们理解何为突然、大幅度改变环境中的感觉,以及预防潜水病证疾病发作。在某种程度上,这同样反映了宇航员可能会经历的事情,即从一个高度稳定的、高质量控制下的实验室环境转移到一个强烈变化着环境条件的地方去工作和生活的情况。
最后,不管是在训练还是实践中,都有一项基本原则被广泛接受:尊重自然界及其规律。一旦开始真正探索新的天体,我们就必须以一种尊敬自然之道来行动。如果我们不能学会欣赏并尊敬这个世界,就没有理由相信我们能成功地创造出一个更好的未来。而正如关于生物学家发现新物种之前应该获得它们名字一样,如果我们希望永恒地记住我们的存在,就像植物利用光合作用维持生命一样,我们也应当尽可能多地学习关于那些帮助维持生命存续奇妙元素——如氧、二氧化碳、大氢、氦——以及那代表万物共通基因组成元素——碳、氢、氧和氖—这样一些化学元素的事实知识,为将来的探险者提供宝贵信息源泉。