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航天员的火星旅行首先要经过太空，然后到达火星表面，最后又通过太空返回地球。在火星旅行的整个来回过程中，航天员要经受各种各样的环境因素的“考验”，但其中主要是失重、低重力、火星大气和宇宙辐射。因为这四种因素对航天员的危害最大，因此需要很好地研究和预防。
失重和低重力的危害
航天员一离开地球进入太空，就受失重的作用，到达火星以后，受火星表面上低重力的作用，从火星返回地球，又须经过太空，又受失重的作用。
地球表面是1g重力环境。人类长期生活在地球上，无论是从系统发育还是从个体发育的角度，人体的结构和生理功能都适应这种重力环境。人一旦乘坐载人飞船离开地球进入太空，就处于失重状态，这种失重的状态必然对人体产生明显的影响，并导致一系列的生理反应。到达火星表面后，火星表面是0.39g的重力，属于低重力环境，仍然对人体有不良影响。
其实对人体的影响不仅是失重和低重力本身，还有重力的变化。从地球到行星际空间，人体是从1g环境进入0g环境；从行星际空间到火星表面，又从0g环境进入0.39g环境；从火星返回地球，又要经过行星际空间，人体又从0.39g环境进入0g环境；最后到达地球，即从0g环境进入1g环境。重力环境的每一次变化，人体都有一个重新适应的过程。
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