银河宇宙射线和太阳质子事件产生的都是初级粒子。当这些初级粒子穿过人体时，还会产生大量的次级粒子，这些次级粒子导致细胞生物效应，引起DNA损伤和突变。因此，研究辐射对火星航天员的危害时，既要考虑初级粒子，也要考虑次级粒子。

　　辐射的生物效应主要分为早期效应和远期效应。火星飞行过程中，早期效应的发生概率比较低。一般认为，早期效应主要来自太阳质子事件。如果发生太阳质子事件时，辐射剂量很大，而航天员又缺乏足够的防护措施，就可能发生早期效应。早期效应主要有皮肤红肿、脱发、辐射病、急性辐射综合症等。辐射强度达到6Gy时，皮肤出现红肿和脱发，辐射强度达到15～20Gy时，会发生湿性脱皮。当1天内受到的辐射剂量超过1Sv时，数小时内就会发生恶心和呕吐的辐射病症状。急性辐射综合症一般发生在受到辐射后的2～4周，辐射剂量为1.5～2.0Sv时，出现骨髓抑制；辐射剂量为3Sv时，死亡率为10%；辐射剂量为4Sv时，死亡率为90%。如果航天员遭受辐射后，得到及时治疗，早期效应造成的疾病可能痊愈，但是会留下长期效应。如果放射病情严重，又未得到及时有效的治疗，就会有生命危险。

　　由于火星载人飞行过程中，发生早期效应的概率较低，人们更关注远期效应。远期效应主要包括：癌症、中枢神经损伤和白内障等。癌症是科学家最为关注的，对航天员的健康威胁也最大。但是，目前的癌症的风险分析，主要是根据二战日本原子弹幸存者调查得出，还没有人体试验数据。科学家用老鼠进行了大量的动物试验，据此推测对人的影响，推算人体辐射安全剂量标准。

　　研究人员认为，火星飞行过程中，妇女遭遇的风险更大。由于乳房和卵巢的缘故，女性航天员面临的危险几乎是男性航天员的两倍。

　　人们还担心，火星飞行过程中，如果没有适当防护措施，宇宙辐射、长期失重和低重力的生理影响，可能会使航天员完全丧失生育能力，因此，有人甚至建议火星航天员选拔50岁以上的人，这个年龄段已经过了生育年龄。

　　如何防护辐射

　　首先，在执行火星飞行任务时，根据空间天气预报，尽量避开太阳质子事件。选择最佳飞行时间，减少航天员遭受大剂量宇宙辐射的风险。载人火星时间选择在太阳活动的极小年，可以避免大的太阳质子事件导致的大剂量辐射暴露。

　　人体对辐射的反应存在很大的个体差异，不同的人对同样剂量的辐射，身体反应有很大不同。因此，选拔火星航天员时，选拔那些对辐射不敏感的航天员。这样，在相同的辐射暴露情况下，航天员受到的伤害会小些。

　　对航天员进行屏蔽是解决辐射问题最根本的方法。屏蔽包括主动屏蔽和被动屏蔽。主动屏蔽是通过在航天器周围建立强电磁场，使带电粒子偏离飞行器，从而达到屏蔽的目的。其原理类似于地球磁场对地球的保护作用。

　　事实上，NASA已经开展了类似研究，探索利用球体“电场”对空间辐射进行防护，提出了在月球基地建设过程中，利用电场屏蔽，防护宇宙辐射。他们设想，在月球基地上方安装6个可充气的导电球体，随后对球体进行充电，达到极高的静电势――100兆伏或更高。

　　被动防护是指用航天器本身的材料或其它防辐射材料做成的屏蔽。由于银河宇宙射线具有各向同性，辐射来自各个方向，因此需要防护来自各个方向上的射线。银河宇宙射线中的高能重粒子具有非常强的贯穿能力，有效屏蔽各个方向上的辐射，材料要有相当的厚度，这会使飞船极端笨重，甚至根本不可行。

　　实际上，地球早期生命最早面对的就是辐射问题，一方面需要吸收太阳光的能量，进行光合作用，另一方面，还要防护太阳光中有害射线的伤害，如紫外线等。这些早期生命在长期进化过程中，形成了很多辐射防护方法，如防护层、自我修复、脱水干燥等。通过仿生学，人类也许会找到很好的辐射防护方法。让人体完全脱水，变成像木乃伊一样，躲避长期星际飞行中的辐射伤害，到达目的地后，再进行复水，使人复活，这也许有太多的科幻成份。但是科学家确实在考虑，通过基因工程技术，制造出超级航天员，使航天员体内的细胞在遭受辐射后，能进行自我修复。

　　花絮：美国阿波罗号的航天员在月面上曾“看”到一种特殊的闪光，而且闭上双眼后仍然可见。经过研究后发现这是高能重粒子通过眼睛视网膜时产生的。高能重粒子除能刺激视网膜产生闪光感觉外，还能损伤视网膜。