学科核心思想 ESS3.A:自然资源 生物需要水、空气和土地资源,它们生活在拥有所需资源的地方。人类所做的一切都利用自然资源。(K-ESS3-1) 跨学科概念 与工程、技术和科学应用的联系 工程、技术和科学对社会和自然界的影响 人们在生活中依赖各种技术;没有技术,人类生活将会大不相同。 科学与工程实践 获取、评估和交流信息 使用提供有关科学思想细节的模型和/或图纸,以口头和/或书面形式与他人交流解决方案。 CCSS ELA:RI.K.1 在提示和支持下,提出并回答有关文本中关键细节的问题。
未来月球和火星深空任务的主要担忧之一是宇航员的放射风险增加。他们将暴露在来自天然源的增强电离辐射下,如银河宇宙辐射、来自太阳的辐射(包括太阳粒子事件(SPE)中的高能带电粒子)以及地球周围的辐射带(1、2)。据估计,长期火星任务的累积辐射剂量将达到 1 Sv 或更多,具体取决于持续时间、屏蔽和太阳周期时间(3)。虽然这是一种罕见事件,但 SPE 粒子可进一步将其剂量增加到高达 10 Gy 的严重水平(4),这远远超出了辐射工作人员的剂量限值(5),并可能诱发严重的急性确定性效应,如造血功能退化(6)、生殖能力下降(7)、白内障(8),甚至死于急性放射综合征。出于对这些问题的考虑,美国国家航空航天局 (NASA) 和日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 等太空机构制定了剂量限制标准,以将宇航员的空间辐射暴露控制在可接受的水平以下。表 1 列出了 NASA 之前的职业剂量限值 ( 1 ) 和 JAXA ( 9 ) 参与低地球轨道任务的宇航员的现行剂量限值。NASA 的限制旨在将宇航员所患癌症的风险增加限制在 3% 以内;更准确地说,基于对风险预测的不确定性的统计评估,NASA 宇航员因暴露而导致致命癌症死亡的风险限值不得超过 3% ( 10 ),置信度为 95%。由于单位剂量癌症风险通常会随着年龄的增长而增加 ( 5 , 11 , 12 ),因此老年宇航员的剂量限值要高于年轻宇航员。此外,在同一年龄段,女性宇航员的限值高于男性,反映出乳房对放射线的敏感性明显增高(5,11,12)。从表1中的数值可以看出,这些剂量限制标准使得年龄较大的男性宇航员比年轻或女性宇航员有更多的太空旅行机会,这可视为一个不平等的问题。随后,美国国家科学院(NAS)近期建议,应用基于中位数估计的600 mSv的与年龄和性别无关的有效剂量职业限值,以使35岁女性的癌症死亡率达到3%(13),取消了对年龄和性别的特定限制。该建议有望为不同年龄段的男性/女性宇航员提供同等的飞行机会
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J. Sebastian Garcia-Medina, Karolina Sienkiewicz, S. Anand Narayanan, Eliah G. Overbey, Kirill Grigorev, Krista A. Ryon, Marissa Burke, Jacqueline Proszynski, Braden Tierney, Caleb M. Schmidt, Nuria Mencia-Trinchant, Remi Klotz, Veronica Ortiz, Jonathan Foox, Christopher Chin, Deena Najjar, Irina Matei, Irenaeus Chan, Carlos Cruchaga, Ashley Kleinman, JangKeun Kim, Alexander Lucaci, Conor Loy, Omary Mzava, Iwijn De Vlaminck, Anvita Singaraju, Lynn E. Taylor, Julian C. Schmidt, Michael A. Schmidt, Kelly Blease, Juan Moreno, Andrew Boddicker, Junhua Zhao, Bryan Lajoie, Andrew Altomare, Semyon Kruglyak, Shawn Levy, Min Yu, Duane C. Hassane, Susan M. Bailey, Kelly Bolton, Jaime Mateus, and Christopher E. Mason (2024) Genome and clonal hematopoiesis stability contrasts with immune, cfDNA,线粒体和端粒长度在短时间太空飞行中变化。精确临床医学。https://academic.up.com/pcm/article/7/1/pbae007/7642247
模块和登月舱的分离是飞行中最关键的阶段之一。在此期间,机组人员将模拟登月下降的检查操作。登月舱中的麦克迪维特和施韦卡特将与指挥/服务舱中的斯科特分离,进行小规模会合和远程操作。分离、对接在第一次机动中,称为“迷你足球”,两艘航天器之间的最大距离约为三英里半。登月舱下降引擎将进行两次试射,然后抛弃,两艘飞船在第二次也是最后一次对接之前,最大距离约为 109 英里。操作完成后,登月舱上升级将脱离对接,其引擎燃烧至燃料耗尽,登月舱被送入远地点估计超过 3,600 英里的轨道。任务预计于星期四上午 5:46 左右溅落。
未来月球和火星深空任务的主要担忧之一是宇航员的放射风险增加。他们将暴露在来自天然源的增强电离辐射下,如银河宇宙辐射、来自太阳的辐射(包括太阳粒子事件(SPE)中的高能带电粒子)以及地球周围的辐射带(1、2)。据估计,长期火星任务的累积辐射剂量将达到 1 Sv 或更多,具体取决于持续时间、屏蔽和太阳周期时间(3)。虽然这是一种罕见事件,但 SPE 粒子可进一步将其剂量增加到高达 10 Gy 的严重水平(4),这远远超出了辐射工作人员的剂量限值(5),并可能诱发严重的急性确定性效应,如造血功能退化(6)、生殖能力下降(7)、白内障(8),甚至死于急性放射综合征。出于对这些问题的考虑,美国国家航空航天局 (NASA) 和日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 等太空机构制定了剂量限制标准,以将宇航员的空间辐射暴露控制在可接受的水平以下。表 1 列出了 NASA 之前的职业剂量限值 ( 1 ) 和 JAXA ( 9 ) 参与低地球轨道任务的宇航员的现行剂量限值。NASA 的限制旨在将宇航员所患癌症的风险增加限制在 3% 以内;更准确地说,基于对风险预测的不确定性的统计评估,NASA 宇航员因暴露而导致致命癌症死亡的风险限值不得超过 3% ( 10 ),置信度为 95%。由于单位剂量癌症风险通常会随着年龄的增长而增加 ( 5 , 11 , 12 ),因此老年宇航员的剂量限值要高于年轻宇航员。此外,在同一年龄段,女性宇航员的限值高于男性,反映出乳房对放射线的敏感性明显增高(5,11,12)。从表1中的数值可以看出,这些剂量限制标准使得年龄较大的男性宇航员比年轻或女性宇航员有更多的太空旅行机会,这可视为一个不平等的问题。随后,美国国家科学院(NAS)近期建议,应用基于中位数估计的600 mSv的与年龄和性别无关的有效剂量职业限值,以使35岁女性的癌症死亡率达到3%(13),取消了对年龄和性别的特定限制。该建议有望为不同年龄段的男性/女性宇航员提供同等的飞行机会
Techshot:“在地球上,当尝试使用柔软、易流动的生物材料进行打印时,这些材料可以更好地模拟人体的自然环境,组织会在自身重量的作用下塌陷,最终变成一滩泥浆。但如果在太空微重力环境下使用这些相同的材料,3D 打印的软组织将保持其形状。”
ana pires是INESC TEC机器人和自主系统中心的研究人员。她参与了几个可持续的海/海洋矿业项目,地理技术,地理工程和地理资源。她的研究集中在太空收互作用,太空资源,太空采矿,岩土技术,地球物理学以及用于太空探索的地质技术或地质机器人的发展。她还是第一位在NASA的飞行机会支持的“上层中极地科学”项目下成功完成科学家 - 占地计划的葡萄牙女性。ana Pires热衷于探索极端环境,并且是Explorers Club的同伴。她是专家潜水员(SSI认证),她是“ Pegasus”团队的船员科学家(Crew 281),于2023年5月在Mars Deserts Research Station(MDRS)(MDRS)进行了为期2周的模拟任务,该任务位于犹他州(美国)(美国),拥有并由火星社会运营。自2018年以来,她一直在努力促进葡萄牙的人类太空飞行,天文地质学,技术,机器人技术和蒸汽外展活动。她是卡姆斯项目(Caving Analog Mission:Ocean,Earth and Space)项目的领导人和指挥官,这是2023年11月的Terceira岛(Azores地区)的第一个月球模拟任务。