2013年7月4日 星期四

英科學家研製星際迷航型防護罩抵禦宇宙輻射

  新浪科技訊 香港時間7月4日消息,據美國有線電視新聞網(CNN)報導,美國宇航局的“好奇”號火星任務最近得出的証據顯示,踏上地球-火星往返之旅的宇航員將面臨宇宙射線的大劑量輻射和高能太陽粒子的侵襲。宇航局表示火星飛船受到的輻射劑量大約相當於地球上年平均暴露劑量的100倍。為了保護宇航員的健康,英國科學家正在研製一種星際迷航型防護罩。

  宇航局約翰遜航


天中心研究輻射問題的健康專家埃迪-希蒙斯在接受美國有線電視新聞網(CNN)採訪時表示,完全阻隔輻射的防護盾厚度將達到數米並且非常笨重,很難應用於宇宙飛船。相比之下,《星際迷航:暗黑無界》中出現的防護罩則沒有這種缺陷。在這部科幻作品中,科克船長下令“升起防護罩”。隨著防護罩的升起,“進取”號船員立即在環境惡劣的太空中受到保護。

  英國盧瑟福-阿普爾頓實驗室的科學家認為,研製現實版星際迷航型防護盾具有可行性。目前,他們正在測試一個採用輕型設計的系統,用於保護宇航員和飛船組件免遭有害輻射侵襲。此外,他們還與美國的同行合作設計一艘名為“發現”的概念飛船,可以搭載宇航員前往月球或者火星。

  盧瑟福-阿普爾頓實驗室防護罩項目首席研究員魯思-巴姆福德表示:“《星際迷航》中出現了很多偉大的想法。不過,這部科幻作品只是提出想法,而無需親自去實踐這些想法。宇宙中的輻射是一個潛在威脅,但很少有人公開強調這種威脅,這讓我感到非常擔憂。即使宇航員因為輻射患病三四天,也會威脅到整個任務,因為整個隊伍都會受到影響。在太空中出現嘔吐和瘧疾可不是開玩笑的。宇宙輻射會潛在地破壞人體器官。”

  盧瑟福-阿普爾頓實驗室計劃在飛船周圍打造一個防護罩,模擬地球上的磁場,對飛船以及宇航員進行保護。這個防護罩被他們稱之為“迷你磁氣圈”。巴姆福德解釋說:“在地球上,我們主要受到大氣層的保護。不過,地球的磁場形成了保護我們的第一道防線。我們提出的想法立基於我們對等離子瞭解的不斷加深。根據我們的研究發現,如果讓磁場環繞等離子流中的一個物體,重量極輕的電子會沿著你施加的磁場流動,但離子並不會沿著磁場線流動。離子的速度很快,會出現飛過頭的現象。這樣一來,你就得到一個持續電場,足以折射或者偏移磁穴內的大量輻射,形成一道保護宇航員的屏障,就像地球的磁氣圈一樣。”

  美國華盛頓大學的一支研究小組也提議研製迷你磁氣圈,作為利用太陽風的一種方式,打造推進系統。除了迷你磁氣圈外,科學家也在研究其他類型的防護罩。以計劃讓一對夫婦上演火星之旅的靈感火星基金會為例,這個基金會建議這對夫婦用水、食物和他們的糞便覆蓋飛船內壁,阻止宇宙射線。英國《新科學家》雜誌最近報導稱,糞便和食物中的碳氫化合物是阻擋輻射的理想物質。美國宇航局的“水牆”計劃也提出了類似的想法,靈感火星基金會需要將這種想法成功付諸實踐,以便順利上演火星之旅。

  小的時候,巴姆福德就立志將科學研究作為畢生追求。美國的阿波羅登月計劃以及《星際迷航》系列對他影響很大。巴姆福德認為科幻影片中的很多想法很具有研究價值,科學家應該從中汲取營養。這是他們進行科學研究的一條捷徑。

  盧瑟福-阿普爾頓實驗室的防護罩在巴姆福德的幫助下研製,目前已在聚變反應堆中的一個模型身上進行測試。聚變反應堆能夠產生與太陽風類似的等離子體。巴姆福德表示他們取得了令人欣喜的測試結果。盧瑟福-阿普爾頓實驗室的研究團隊希望將他們研製的防護罩按比例放大,應用於真正的宇宙飛船。巴姆福德說:“首先,我們需要在5年內研製出一個技術驗証器並將其送入太空。這個驗証器是一艘小型無人飛船。我相信我們的想法能夠發揮作用。如果測試取得成功,我們還需對其進行大量改進。”(孝文)



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