原标题:月球尘埃可能会危害宇航员的健康

距阿波罗计划结束,已有四十多年了。但在未来的几十年内,多个航天机构计划在月球表面执行载人任务。这些任务包括美国宇航局想要重返月球的愿望,欧洲航天局提出的建立一个国际月球村的计划,还有中国和俄罗斯计划将各自的第一批宇航员送上月球的任务。

出于这个原因,大量的研究都致力于发现长期月球任务对人类健康的影响——特别是低重力环境对人体的影响。在最近的一项研究中,一组药理学家、遗传学家和地球科学家们认为,暴露在月球尘埃中会严重影响未来宇航员的肺部健康

这项研究题为“评估哺乳动物细胞暴露于月壤模拟物造成的毒性以及细胞核和线粒体DNA损伤”,最近在《地球健康》杂志上发表,该杂志是美国地球物理联盟的期刊。这项研究由来自石溪大学医学院的博士后研究员雷切尔•卡斯顿领导,她的成员来自石溪的药理学和地球科学系。

1972年12月,地质学家和宇航员哈里森·施密特,作为阿波罗17号登月舱飞行员,在任务中使用可调的取样收集器来获取月球样本。

Credit: NASA

由于月球表面没有大气层,表面已经被流星和微粒撞击了数十亿年,形成了一层被称为风化层的表层尘埃。此外,月面不断受到来自太阳的带电粒子的轰击,这使得月球土壤带静电,并容易吸附在衣服上。

有迹象表明,月球尘埃可能导致健康问题最早出现在阿波罗任务期间。宇航员们在参观了月球之后,将月球土壤带回了指挥舱,因为它粘在了他们的宇航服上。在吸入灰尘后,阿波罗17号宇航员哈里森•施密特描述他有类似花粉热的症状,包括打喷嚏、流泪和喉咙痛。

虽然阿波罗宇航员的这些症状是短暂的,但研究人员想知道月球尘埃会如何长期影响宇航员的身体健康。也有迹象表明,暴露在月球尘埃中可能是有害的,因为火山喷发、沙尘暴和煤矿的呼吸尘埃会导致支气管炎、喘息、眼睛刺激和肺部组织瘢痕。

从前的研究还表明,灰尘可能导致细胞DNA损伤,这可能导致突变并最终导致癌症。因为这些原因,卡斯顿和她的同事们都很想知道月球土壤对人体的有害影响。为研究起见,该小组将人类肺细胞和小鼠脑细胞暴露于几种类型的月球土壤样品模拟物中。

奥尔德林拍摄的月球地面。

Credit: NASA

这些模拟样本使用地球上的粉尘样品类,似于月球的高地和火山平原上的土壤,在研究中它们被研磨成细粉。研究发现,多达90%的人类肺细胞和老鼠神经元在暴露于尘埃样本时死亡。该模拟还对老鼠的神经细胞造成了严重的DNA损伤,而人类的肺细胞被严重破坏,以至于无法测量细胞DNA的任何损伤。

结果表明,吸入月球尘埃(即使是微量的)可能会对宇航员造成严重的健康危害。这不仅包括月球,也包括火星和其他像水星这样的岩质天体。到目前为止,这一健康危害在很大程度上被试图了解太空旅行的长期健康风险的太空机构所忽视了。

雷切尔•卡斯顿说,“对地外探测来说,月球和其他地方都存在风险,不仅仅是空间本身的直接风险。”根据美国石布鲁克大学医学院的生物化学家、新研究的资深作者布鲁斯•戴姆普的说法,他们的研究结果(再加上阿波罗宇航员的经历)表明,长时间暴露在月球尘埃中可能会损害气道和肺功能。

更糟糕的是,他还指出,如果粉尘引起肺部炎症,可能会增加更严重疾病的风险,比如癌症。他说:“如果有几周、几个月甚至更长时间的月球旅行,很可能无法完全消除这种风险。”

月球任务的永久基地模拟图。

Credit: ESA/Foster + Partners

因此,任何试图减轻对月球、火星和其他地方的载人任务的风险的尝试,都必须考虑到低重力和辐射,还有带静电土壤这些因素。除了限制飞行任务的持续时间和EVAs的数量,还可能需要将某些保护措施纳入长期任务的计划中。

一种可行的办法是,让宇航员通过气闸时,给宇航服喷洒在水或化合物以中和电荷,这样在进入主栖息地之前就可以洗净灰尘。否则,在国际月球村(或其他任何一个外太空栖息地)工作的宇航员,在不穿宇航服时都必须戴上呼吸面罩。

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作者:Matt Williams

翻译:临安

编排:临安

校对:elah

ExoMars已发回它的第一张火星图像

via ESA/Roscosmos/CaSSIS

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