火星尘埃比预期更细,给宇航服带来挑战

美国国家航空航天局(NASA)的“毅力号”火星车在火星表面测到了比以往任何测量都更细的尘埃颗粒,这一结果直接关系到未来可能在火星行走的人。该信息已确认:它来自发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)的研究,以及NASA喷气推进实验室(JPL)于2026年10月26日和27日发布的公告。

在杰泽罗撞击坑工作超过1645个火星日后——“毅力号”自2021年着陆以来一直在该地区运行——火星车的仪器分析了沉积在校准靶上的尘埃,其中包括安装在SHERLOC仪器校准靶上的五块宇航服材料小样,每块约20毫米见方。PIXL仪器的校准靶则带有特氟龙和玄武岩玻璃样品。

测到了什么

结果把尘埃分为两个与地球环境中人体健康相关的粒径范围:小于2.5微米的细颗粒,以及约100纳米的超细颗粒——大约比人类头发(约70微米宽)细700倍。此前在火星上的测量只能分辨到约3微米的颗粒,而PIXL更进了一步。

粒径因材料而异。在PIXL的特氟龙靶和SHERLOC的Vectran样品上,颗粒平均接近2微米;在PIXL的玄武岩玻璃和SHERLOC的特氟龙样品上,估计粒径降至100至300纳米。原因在于静电:尘粒在空气中碰撞时会带电,每种材料会优先吸引不同尺寸的颗粒,而且最细的颗粒即使在火星车多年行驶和钻探后仍牢牢附着。

也有部分令人宽慰的消息。受风力碰撞磨圆后,火星尘粒的磨蚀性低于月尘——月尘曾在阿波罗任务中划伤面罩并损坏宇航服。另一方面,火星尘埃富含铁和硫,所含二氧化硅多于月尘,还带有化学活性化合物,包括高氯酸盐,在地球上达到足够剂量时可能影响甲状腺功能。

对宇航员意味着什么

对于载人任务——NASA正在研究最早在2030年代把宇航员送往火星——这项研究为实际选择提供了指导:宇航服材料和涂层的选择、除尘程序、室内暴露限值,以及诸如“ suitport”(宇航服固定在栖息舱外部的接口)和双舱气闸等设计,以减少被带入生活区的尘埃。

需要明确这项发现的限度:该研究测量的是沉积在被带往火星的材料上的尘埃,而不是对人体健康的影响——迄今还没有宇航员在火星表面工作过。研究人员表示,实际风险取决于尘埃量和暴露时长,而且目前还没有针对火星的安全暴露限值。正如主要作者、圣路易斯华盛顿大学的斯科特·范邦梅尔所总结的:较大的尘团,即火星“尘兔”,会随时间脱落,但最小的颗粒会留下来,而它们正是人类保障系统面临的最大挑战。

图片来源:杰泽罗撞击坑西缘内雷特瓦河谷地区的360度全景,由“毅力号”火星车拍摄。图片:NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS,经由Phys.org。

Fontes: Phys.org / NASA JPL e VanBommel et al., Proceedings of the National Academy of Sciences (DOI: 10.1073/pnas.2620747123).

本文在人工智能的辅助下制作,基于对X平台公开帖文和网络来源的交叉核对。核心信息来自发表于《美国国家科学院院刊》的研究和NASA喷气推进实验室的公告;请查阅原始来源以确认细节。

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