人类第一次踏上月球，是文明史上最令人激动的瞬间之一。半个多世纪过去了，人类正准备再次回到那里，而且这一次，目标不只是停留在月球。
宇宙射线可能是前往火星途中面临的一项关键挑战。
按照计划，明年，NASA 的阿尔忒弥斯2号任务将搭载四名宇航员绕月飞行，为真正的登月任务做最后的验证。再过一年，阿尔忒弥斯3号预计会让两名宇航员在月球表面停留整整一周。如果一切顺利的话，在2030年，人类或许将首次踏上火星。
但在这些宏伟计划之间，横着一个不那么显眼、却游极其危险的问题：宇宙射线。
宇宙射线可能阻碍人类登陆火星
当我们仰望夜空，能看到恒星、行星，偶尔还能看到流星从天空划过。但我们无法使用肉眼看到宇宙射线。它们由质子、氦核、重离子和电子组成，来自遥远恒星的爆炸，也来自我们自己的太阳。
这些粒子没有善恶之分。它们能量极高、速度极快，足以把电子从原子中击飞，撕裂分子结构。无论是精密的仪器，还是人体细胞，只要被击中，都会遭受破坏。
地球之所以适合生命的生存，很大程度上得益于磁场和厚厚的大气层，它们替我们挡下了绝大多的数宇宙射线。但一旦人类离开地球，这层“保护罩”就不存在了。在深空中，宇宙射线可以直接破坏 DNA，扰乱蛋白质结构，增加癌症等严重疾病的风险。
这正是人类深空探索面临的核心难题之一：宇宙射线会怎样影响生命，又该如何减少它们的伤害。
最理想的研究方式，当然是把细胞、类器官，甚至实验动物直接送入太空，让它们在真实环境中暴露于宇宙射线之下。但这种实验成本极高，也很难长期、系统地进行。于是，科学家选择了另一条更现实的路——在地球上“制造”宇宙射线。 射中给出整个任务周期的辐射剂量，这更像是用一场海啸去研究小雨的影响。而在真正的太空环境中，多种高能粒子会同时、持续地作用在人体上。
为此，有研究人员提出，应该建造一种多分支加速器，能够同时发射多束可调节的粒子束，在实验室中更真实地还原深空的混合辐射环境。但目前，这个想法还停留在提案阶段。
即便如此，仅靠更精准的测试还不够，人类还需要真正有效的防护手段。
最直观的办法，是物理屏蔽。富含氢的材料，比如聚乙烯或水凝胶，确实可以减慢带电粒子的速度，也已经被用于或计划用于航天器结构中。但问题在于，它们的防护能力有限。
来自遥远恒星爆炸的银河宇宙射线能量极高，不仅能穿透屏蔽层，还可能在内部产生二次辐射，反而增加人体暴露剂量。这意味着，仅靠“加厚外壳”，并不足以解决问题。
于是，科学家开始把目光转向生物本身。
一种思路是使用抗氧化剂。当宇宙射线击中细胞时，会产生大量破坏性的化学反应，而抗氧化分子可以在一定程度上保护 DNA。实验发现，一种合成的抗氧化剂能够减轻模拟宇宙辐射对小鼠认知能力的损伤，原本学习能力下降的小鼠，在补充这种物质后的表现接近正常。
另一条思路来自自然界的“极端生存专家”。
一些冬眠动物在冬眠期间，对辐射的耐受能力明显增强。虽然具体的机制尚不完全清楚，但科学家已经能够在非冬眠动物体内诱导类似的状态，并观察到辐射耐受性的整体提升。
还有一个更极端的例子：水熊虫。这种微小生物在脱水的状态下，几乎可以承受任何宇宙射线辐射。人类当然不可能脱水或者长期冬眠，但水熊虫保护细胞的方式，可能为保存微生物、种子、食物，甚至未来的太空动物伙伴提供一种全新的思路。
第三种策略，则是激发生物自身的防御系统。地球上的生命早已在饥饿、高温等压力下进化出保护自己身DNA的机制。有研究提出，通过特定饮食或者药物来激活这些应激反应，或许能够在太空中对人类提供额外的防护。
所有这些努力，都指向同一个结论：单一手段无法解决宇宙射线的问题。只有将物理屏蔽、生物学策略、更真实的实验环境结合起来，人类才可能真正走向常规深空旅行。
按照目前的进展速度，我们也许还需要几十年，才能彻底破解宇宙射线的难题。但每一次实验、每一次改进，都是在为人类离开地球、走向更远的世界铺路。
科学家的最终目标，是让人类在失去地球环境保护的情况下，依然能够安全地探索宇宙，而不必时时担心那些看不见、却无处不在的高能粒子。
