导语

  

    本书对面向人类太空长期生存所开展的科学研究进行了简要的描述，力图使读者对此有一个初步且全面的了解。本书更重要的目的，是加深读者对关系到人类未来的太空科学研究的理解和支持，激发青少年对未来从事空间科技研究的兴趣，推动太空领域的发展和进步。

内容提要

  

    星辰大海一直是人类不灭的梦想，那么，人类能够离开孕育自己的地球母亲，前往茫茫的未知宇宙吗？地球生命在太空中如何适应宇宙辐射、微重力等环境因素，并满足自己的生存需要呢？
    本书主要探讨人类如何实现长期在太空中生存，简单介绍了太空环境中的生命科学（包括人体科学）、物理科学和空间应用技术等研究，试图为读者勾勒一幅人类在太空生存的初步轮廓。

Chapter 1  太空生存的探索研究
  01  太空是什么
  02  太空环境的效应
  03  人类进人太空的尝试与探索
  04  人类长期太空生存需要开展哪些研究
Chapter 2  太空中的生命科学研究
  01  太空种植园——无垠宇宙中的绿色天堂
  02  太空动物——“鸡犬也升天”
  03  在太空中的小小透明鱼
  04  小小空间“偷渡者”
  05  在空间中更有毒的微生物
  06  太空微生物知多少
  07  太空DNA测序——宇宙基因解码
Chapter 3  宇宙中的人体
  01  太空食品——来一份宇宙黑暗料理吧
  02  用进废退的肌肉——航天员的肌肉萎缩
  03  太空辐射会让人变“脑残”吗
  04  双胞胎的太空旅行之谜
  05  吐个不停——航天员最怕的空间运动病
  06  幽闭空间心慌慌——航天员心理健康问题
  07  飘浮中的睡眠
  08  航天员太空视力下降之谜
  09  太空健身——来一场太空马拉松
  10  二次发育——神奇的航天员太空增高现象
Chapter 4  太空物理科学研究
  01  太空中的流体
  02  太空里的材料
  03  在太空中燃烧
  04  天宫二号上的“高冷”钟表
Chapter 5  未来家园的寻找和探索
  01  探索月球家园
  02  探索火星家园
  03  寻找太阳系外类地行星
Chapter 6  面向太空生存的关键技术试验
  01  空间通信技术将迎来革新
  02  脉冲星能否成为空间的GPS
  03  人类太空的好帮手——太空机器人
  04  太空新工厂——空间3D打印技术
后记

后记

  

    本书对面向人类太空长期生存所开展的科学研究进行了简要的描述，力图使读者对此有一个初步且全面的了解。本书编者虽然长期从事空间科学与技术相关的研究工作，但对国际上相关领域的所有研究成果难以实现全面且深入的把握，内容安排和具体描述难免有所疏漏，希望各位读者海涵。本书更重要的目的，是加深读者对关系到人类未来的太空科学研究的理解和支持，激发青少年对未来从事空间科技研究的兴趣，推动太空领域的发展和进步。
    尽管国际上利用载入航天器对植物、动物、微生物、人体等在微重力条件下的生物学效应，以及微重力条件下流体、燃烧、材料等物质的特殊规律进行了广泛且深入的研究，发展了人类太空生存活动所必需的空间通信、脉冲星导航、空间3D打印等关键技术，但要实现未来人类在太空的长期生活，尚有很多科学与技术难题亟待解决。例如，人体在太空微重力条件下骨质流失、肌肉萎缩、免疫力下降、心血管失常等问题还没有很好的对抗措施，相关机理还在研究之中，相关治疗的药物还有待研发；在微重力条件下，流体的管理、燃烧的控制、材料的制备等尚有很多基础性问题有待解决；行星表面大范围机动、太空智能制造、深空导航、原位资源利用等相关技术尚待研究和开发。
    随着相关研究的深入和技术的发展，我们在太空生存与活动的能力将不断得到提升。目前，航天员在空间站的最长连续生活时间已经达到了438天，有很多国家开展了地面密闭生命生态系统的研究，如我国航天员训练中心在深圳开展了180天密闭生态系统研究；由俄罗斯组织多国参与的火星模拟探测试验——“火星500”，完成了6人520天的密闭生存试验，人在太空的长期生存保障能力逐步得到试验、验证和增强。
    结合国内外载入航天的发展规划，我们可以畅想未来的发展。我们乐观地估计，在2030年前后，将充分利用空间站的研究机会，理解和掌握微重力条件下生物的响应机理和物质的特殊运动规律，并成功实现载入登陆月球，航天员在月球表面可短期生存。在2040年前后，将建立月球科研站，人类在月面的活动能力会得到显著的提升，月面密闭生态系统、月面大范围机动、太空智能制造、月面资源开发和利用等技术将得到长足的发展，可以实现人类在月面的长时间生活。在2050年前后，将实现载入登陆火星，载入深空运输系统将具备火星往返运输的能力，人类可以实现在火星表面中期驻留。在更远的未来，我们将可以实现火星移民，就像SpaceX公司的CEO马斯克所设想的那样：在火星表面建立一个小型城市，人类可以在火星种植粮食和蔬菜，并利用火星的资源生成氧气和水，火星表面具备人们生活的必要保障条件，人们可以不依赖地球而实现自给自足的生活。未来，火星将成为人类在地球之外的一个度假星球，我们可以随时乘飞船前往火星旅游和生活，阳光、森林、河流、动物、人，将构成未来火星生活的魅力画卷。
    既然目标是星辰大海，我们就只有风雨兼程。
    因本书部分插图在出版前无法联系到权利人，请有关图片的权利人与科学出版社联系，协商图片使用费事宜或于再版时撤换图片。 感谢参与本书撰写的编写团队，感谢所有关心和支持本书撰写的专家、同事、同学，感谢所有支持科普工作的科学家和科技工作者。 张伟