"火星尘埃小至 100 纳米：毅力号发现的颗粒可能决定首批火星宇航服的设计"

美国国家航空航天局（NASA）的毅力号火星车在火星上发现了此前任何仪器都无法分辨的东西：小至约 100 纳米的尘埃颗粒，大约只有人类头发丝的五百分之一。这项测量结果于 10 月 27 日发表在《美国国家科学院院刊》上，路透社于 10 月 28 日作了报道。听起来像是一条关于尘土的脚注，实际上却是对首批踏上另一颗行星的人类的设计约束。

在此之前，火星尘埃只能分辨到约 3 微米。毅力号搭载的 PIXL X 射线仪器研究了落在候选宇航服材料小样上的尘埃，发现了低于这一旧下限的两个更细的类别：小于 2.5 微米的细颗粒，以及约 100 纳米的超细颗粒。这些小样每块约 20 毫米见方，包括人造纤维 Vectran 和防护涂层特氟龙，之所以选用它们，正是因为未来乘员的宇航服和栖息舱必须与这种尘埃共存，而不只是穿过它。

尺寸之所以重要，是因为微小颗粒进入人体后可能造成的影响。该研究的第一作者、圣路易斯华盛顿大学的行星科学家斯科特·范博梅尔告诉路透社，颗粒更小并不自动意味着更危险，但更小的颗粒更有可能深入人体，而且更难被人体清除。如此微小的颗粒可能进入肺部、进入血液，并可能损害重要器官。化学成分也令人担忧：火星尘埃含有二氧化硅、铁化合物以及高氯酸盐等氯化合物，在地球上达到足够剂量时，这些物质都是已知的有害物质。范博梅尔强调，剂量和持续时间才是决定暴露是否造成伤害的关键。

材料测试带来了一个更为微妙的教训。范博梅尔说，没有证据表明尘埃损坏了宇航服材料，只是不同材料与尘埃的相互作用不同。Vectran 倾向于附着较大的颗粒，且多集中在其编织结构的下侧；而特氟龙附着的尘埃总量较少，但附着的尘埃更细，研究团队认为这与静电特性有关。正是这类细节决定了宇航服能否被清洁、密封能否保持，以及经气闸带入的尘埃会成为栖息舱的问题还是仅仅是洗衣问题。

火星尘埃不是月球尘埃，这也是阿波罗计划的经验只能借鉴到一定程度的原因。月球尘埃主要由撞击（包括微陨石撞击）产生，由于没有大气和风将其磨蚀，颗粒保持尖锐棱角，因此人们对月球尘埃的担忧多在其形状。火星尘埃主要来自细粒玄武岩，在活跃的风环境中被磨圆，并通过碰撞逐渐破碎成更小的颗粒，风还将其混合到全球各地。在火星上，人们主要担忧的是化学成分和颗粒尺寸，而非尖锐程度。

这一切并不意味着火星对人类来说太过危险，范博梅尔明确这样表示。尘埃是一种需要针对性设计的危害，就像辐射和与地球的距离一样。NASA 已经在研究宇航服接口站——让宇航员可以从栖息舱外部进入宇航服的对接站——以及双舱气闸等概念，以防止尘埃进入生活区。而新的测量结果确定了这些设计必须真正起作用的尺度：能够处理 3 微米尘埃的过滤器、密封件或清洁方法，尚未被证明能够处理小三十倍的尘埃。

这就是问题的真实面貌。几十年来，我们一直把首次火星行走想象成火箭与勇气的胜利，而它确实会是两者。但最有可能影响那支乘员日常生活的东西，可能远没有那么上镜：一粒肉眼看不见的尘埃，附着在宇航服上，等候在气闸门口。毅力号这个被派往杰泽罗陨石坑寻找古代微生物生命迹象的机器人，最终测出了横亘在我们与亲自站上火星之间的障碍的确切尺寸。下一步不是让另一台火星车去发现更小的尘埃，而是在地球上首先证明：宇航服和栖息舱能够把 100 纳米的尘埃挡在它应该待的地方——外面。