火星的有毒塵埃空氣環境

最近發表在《地球健康GeoHealth》雜志的研究文章講解了火星上的有毒塵埃空氣環境。這些塵埃包含大量二氧化硅、巖石灰、高氯酸鹽和納米相氧化鐵等物質，并且對登陸人員健康構成極大危害。

火星上的塵埃無處不在，它們的運動行為與地球上的塵埃不同。在地球上，大多數灰塵和顆粒都會經歷自己的漫長運動過程，隨著時間的推移逐漸磨損，在顯微鏡下觀察它們時會發現它們的外形基本上是圓的。相比之下，月球和火星上全是非常尖銳、有尖頭的粒子，這些粒子并沒有經歷地球粒子的運動和時間雙重磨損，這些尖銳的顆粒就有機會對身體皮膚和體內器官軟膜造成刺激。這種環境，相當于將人放在布滿石棉粉塵的環境里。石棉是一種纖維礦物，用于建筑材料，其會導致肺癌、間皮瘤和肺心病被 人們熟知。

火星有毒塵埃對宇航員肺部的最大危險是由于塵埃非常細小，會留在宇航員的肺部，其中一部分也會被交換吸收到血液中。由于太空飛行的輻射暴露，宇航員多少都會存在肺纖維化，那么二氧化硅和氧化鐵在內的塵埃侵入會導致疊加的肺部疾病。火星土壤中已經檢測到的大量有毒化合物高氯酸鹽可能導致甲狀腺功能障礙和再生障礙性貧血，最終使登陸人員身體停止產生足夠血細胞。

目前人類科技主要采用過濾方法去除空氣中不需要的物質。但是，即便使用過濾器，其系統也很復雜，包括灰塵過濾、機艙清潔和使用靜電排斥裝置。著陸火星及隨后地面的呼吸支持系統必須確保其可靠的將有毒元素清除，包括鉻、砷和鎘。而考慮到火星返回地球所需的時間，以及與地球母星通信的延遲，因此火星表面必須建立完整的本地醫療能力。

在火星上，塵土不斷從天而降，覆蓋了一切。每隔幾年還有席卷整個火星表面的風暴，給火星披上一層厚厚的外衣，航天器、車輛、太陽能電池板和其他暴露設施必須能在這個環境下可靠生存。火星漫游車已經經歷了太陽能電池板灰塵太多而無法為電池充電，繼而使探測器不能按地面設想進行動作和按時間規劃完成任務。因此解決火星塵埃問題，是一個高度跨學科的問題，醫學、工程和科學學科必須融合才能找到解決方案，才能真正保護宇航員健康。而且，在載人任務起飛之前就必須要有可行方案。