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英研制现实版"星际迷航防护罩" 以抵御宇宙辐射

http://www.kexue.com 2013-07-01 09:17:31 新浪科技  发表评论

英国科学家正在研制星际迷航型防护罩,保护飞船和宇航员免遭有害的宇宙辐射侵袭
英国科学家正在研制星际迷航型防护罩,保护飞船和宇航员免遭有害的宇宙辐射侵袭

  北京时间6月30日消息,据美国有线电视新闻网(CNN)报道,美国宇航局的“好奇”号火星任务最近得出的证据显示,踏上地球-火星往返之旅的宇航员将面临宇宙射线的大剂量辐射和高能太阳粒子的侵袭。宇航局表示火星飞船受到的辐射剂量大约相当于地球上年平均暴露剂量的100倍。为了保护宇航员的健康,英国科学家正在研制一种星际迷航型防护罩。

  宇航局约翰逊航天中心研究辐射问题的健康专家埃迪-希蒙斯在接受美国有线电视新闻网(CNN)采访时表示,完全阻隔辐射的防护盾厚度将达到数米并且非常笨重,很难应用于宇宙飞船。相比之下,《星际迷航:暗黑无界》中出现的防护罩则没有这种缺陷。在这部科幻作品中,科克船长下令“升起防护罩”。随着防护罩的升起,“进取”号船员立即在环境恶劣的太空中受到保护。

  英国卢瑟福-阿普尔顿实验室的科学家认为,研制现实版星际迷航型防护盾具有可行性。目前,他们正在测试一个采用轻型设计的系统,用于保护宇航员和飞船组件免遭有害辐射侵袭。此外,他们还与美国的同行合作设计一艘名为“发现”的概念飞船,可以搭载宇航员前往月球或者火星。

  卢瑟福-阿普尔顿实验室防护罩项目首席研究员鲁思-巴姆福德表示:“《星际迷航》中出现了很多伟大的想法。不过,这部科幻作品只是提出想法,而无需亲自去实践这些想法。宇宙中的辐射是一个潜在威胁,但很少有人公开强调这种威胁,这让我感到非常担忧。即使宇航员因为辐射患病三四天,也会威胁到整个任务,因为整个队伍都会受到影响。在太空中出现呕吐和疟疾可不是开玩笑的。宇宙辐射会潜在地破坏人体器官。”

  卢瑟福-阿普尔顿实验室计划在飞船周围打造一个防护罩,模拟地球上的磁场,对飞船以及宇航员进行保护。这个防护罩被他们称之为“迷你磁气圈”。巴姆福德解释说:“在地球上,我们主要受到大气层的保护。不过,地球的磁场形成了保护我们的第一道防线。我们提出的想法立基于我们对等离子了解的不断加深。根据我们的研究发现,如果让磁场环绕等离子流中的一个物体,重量极轻的电子会沿着你施加的磁场移动,但离子并不会沿着磁场线移动。离子的速度很快,会出现飞过头的现象。这样一来,你就得到一个持续电场,足以折射或者偏移磁穴内的大量辐射,形成一道保护宇航员的屏障,就像地球的磁气圈一样。”

  美国华盛顿大学的一支研究小组也提议研制迷你磁气圈,作为利用太阳风的一种方式,打造推进系统。除了迷你磁气圈外,科学家也在研究其他类型的防护罩。以计划让一对夫妇上演火星之旅的灵感火星基金会为例,这个基金会建议这对夫妇用水、食物和他们的粪便覆盖飞船内壁,阻止宇宙射线。英国《新科学家》杂志最近报道称,粪便和食物中的碳氢化合物是阻挡辐射的理想物质。美国宇航局的“水墙”计划也提出了类似的想法,灵感火星基金会需要将这种想法成功付诸实践,以便顺利上演火星之旅。

  小的时候,巴姆福德就立志将科学研究作为毕生追求。美国的阿波罗登月计划以及《星际迷航》系列对他影响很大。巴姆福德认为科幻影片中的很多想法很具有研究价值,科学家应该从中汲取营养。这是他们进行科学研究的一条捷径。

  卢瑟福-阿普尔顿实验室的防护罩在巴姆福德的帮助下研制,目前已在聚变反应堆中的一个模型身上进行测试。聚变反应堆能够产生与太阳风类似的等离子体。巴姆福德表示他们取得了令人欣喜的测试结果。卢瑟福-阿普尔顿实验室的研究团队希望将他们研制的防护罩按比例放大,应用于真正的宇宙飞船。巴姆福德说:“首先,我们需要在5年内研制出一个技术验证器并将其送入太空。这个验证器是一艘小型无人飞船。我相信我们的想法能够发挥作用。如果测试取得成功,我们还需对其进行大量改进。”(孝文)

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