"火星塵埃小至 100 奈米：毅力號發現的顆粒可能決定首批火星太空衣的設計"

美國國家航空暨太空總署（NASA）的毅力號火星車在火星上發現了此前任何儀器都無法分辨的東西：小至約 100 奈米的塵埃顆粒，大約只有人類頭髮的五百分之一。這項測量結果於 10 月 27 日發表在《美國國家科學院院刊》上，路透社於 10 月 28 日作了報導。聽起來像是一條關於塵土的註腳，實際上卻是對首批踏上另一顆行星的人類的設計限制。

在此之前，火星塵埃只能分辨到約 3 微米。毅力號搭載的 PIXL X 射線儀器研究了落在候選太空衣材料小樣上的塵埃，發現了低於這一舊下限的兩個更細的類別：小於 2.5 微米的細顆粒，以及約 100 奈米的超細顆粒。這些小樣每塊約 20 毫米見方，包括人造纖維 Vectran 和防護塗層鐵氟龍，之所以選用它們，正是因為未來乘員的太空衣和棲息艙必須與這種塵埃共存，而不只是穿過它。

尺寸之所以重要，是因為微小顆粒進入人體後可能造成的影響。該研究的第一作者、聖路易斯華盛頓大學的行星科學家史考特·范博梅爾告訴路透社，顆粒更小並不自動意味著更危險，但更小的顆粒更有可能深入人體，而且更難被人體清除。如此微小的顆粒可能進入肺部、進入血液，並可能損害重要器官。化學成分也令人擔憂：火星塵埃含有二氧化矽、鐵化合物以及高氯酸鹽等氯化合物，在地球上達到足夠劑量時，這些物質都是已知的有害物質。范博梅爾強調，劑量和持續時間才是決定暴露是否造成傷害的關鍵。

材料測試帶來了一個更為微妙的教訓。范博梅爾說，沒有證據表明塵埃損壞了太空衣材料，只是不同材料與塵埃的相互作用不同。Vectran 傾向於附著較大的顆粒，且多集中在其編織結構的下側；而鐵氟龍附著的塵埃總量較少，但附著的塵埃更細，研究團隊認為這與靜電特性有關。正是這類細節決定了太空衣能否被清潔、密封能否保持，以及經氣閘帶入的塵埃會成為棲息艙的問題還是僅僅是洗衣問題。

火星塵埃不是月球塵埃，這也是阿波羅計畫的經驗只能借鑑到一定程度的原因。月球塵埃主要由撞擊（包括微隕石撞擊）產生，由於沒有大氣和風將其磨蝕，顆粒保持尖銳稜角，因此人們對月球塵埃的擔憂多在其形狀。火星塵埃主要來自細粒玄武岩，在活躍的風環境中被磨圓，並透過碰撞逐漸破碎成更小的顆粒，風還將其混合到全球各地。在火星上，人們主要擔憂的是化學成分和顆粒尺寸，而非尖銳程度。

這一切並不意味著火星對人類來說太過危險，范博梅爾明確這樣表示。塵埃是一種需要針對性設計的危害，就像輻射和與地球的距離一樣。NASA 已經在研究太空衣接口站——讓太空人可以從棲息艙外部進入太空衣的對接站——以及雙艙氣閘等概念，以防止塵埃進入生活區。而新的測量結果確定了這些設計必須真正起作用的尺度：能夠處理 3 微米塵埃的過濾器、密封件或清潔方法，尚未被證明能夠處理小三十倍的塵埃。

這就是問題的真實面貌。幾十年來，我們一直把首次火星行走想像成火箭與勇氣的勝利，而它確實會是兩者。但最有可能影響那支乘員日常生活的東西，可能遠沒有那麼上鏡：一粒肉眼看不見的塵埃，附著在太空衣上，等候在氣閘門口。毅力號這個被派往傑澤羅隕石坑尋找古代微生物生命跡象的機器人，最終測出了橫亘在我們與親自站上火星之間的障礙的確切尺寸。下一步不是讓另一台火星車去發現更小的塵埃，而是在地球上首先證明：太空衣和棲息艙能夠把 100 奈米的塵埃擋在它應該待的地方——外面。