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人类能否在深空长期生存? 或许

人类能否在深空长期生存? 或许

一项新理论表明,人类在深空成功长期居住需要一个类似地球的自我恢复生态系统来维持技术、基础设施和社会。 关键要素包括复制 1G 地球重力并维持可靠的氧气供应、水供应、废物管理和正常运转的农业系统,所有这些都需要大量的能源,可能超出我们目前的能力。

人类有可能在深空长期生存吗? 根据一项新理论,答案可能是冷淡的,该理论概述了远离地球时保持重力和氧气、确保水源、种植粮食和管理废物的复杂挑战。

它被称为“pankosmorio 理论”——这个词的意思是“世界的所有边界”——发表在《科学》杂志上的一篇论文对此进行了描述。 天文学和空间科学前沿

“人类要在太空中维持自身以及所有的技术、基础设施和社会,他们需要一个自然的、自我恢复的类似地球的生态系统,”共同作者、正在进行研究的博士生摩根·艾恩斯说。 与康奈尔大学综合植物科学学院教授 Johannes Lehmann 合作。 她的工作重点是重力和变重力条件下土壤有机碳的稳定性。 “如果没有这些类型的系统,任务就会失败。”

第一个关键是重力,地球上的生命需要重力才能正常运转,共同作者、摩根·艾恩斯的父亲、诺福克研究所的执行主任李·艾恩斯说,诺福克研究所致力于解决人类在地球和太空中的复原力问题。

他说:“重力会在生物体内产生流体压力梯度,而生命形式的非自愿功能与之相对应。” “重力失衡的一个例子是对地球轨道上人类视力的负面影响,因为他们没有感受到引起压力梯度所需的重量。”

摩根艾恩斯表示,花费数十亿美元创建太空解决方案却最终失败是不明智的,因为即使使用所有其他系统,也需要重力。

人类和地球上所有生命在 1G 地球引力背景下的进化。 “我们的身体、我们的自然生态系统、所有能量运动以及我们使用能量的方式从根本上来说都是基于 1 克重力,”她说。 “太空中其他地方都不存在 1G 重力;太阳系中其他地方也不存在 1G 重力。这是我们必须解决的首要问题之一。”

氧气是另一个主要因素。 地球的生态系统为人类和其他生命形式产生氧气。 例如,如果技术先进的主系统和备用系统无法向月球基地供应氧气,那么宇航员将立即面临厄运。 “地球自然界到处都有储量,”艾恩斯告诉我。 想想几十万个[{” attribute=””>species of plants that generate oxygen. That’s the kind of system reserve we need to replicate to be truly sustainable.”

Such an ecological system of an outpost would need an enormous amount of energy from the sun. The more distant planets and moons from the sun in our own solar system get decreased amounts of energy.

“You’ll need a lot of energy,” Lee Irons said. “Otherwise powering the ecological system of an outpost will be like trying to run your car on a cell phone battery or probably even worse, trying to run your entire house and household on a cell phone battery.”

Reference: “Pancosmorio (world limit) theory of the sustainability of human migration and settlement in space” by Lee G. Irons and Morgan A. Irons, 6 March 2023, Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
DOI: 10.3389/fspas.2023.1081340

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