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科学家研制迷你"磁盾"保护远征火星宇航员

来源:互联网  宽屏版  评论
2008-11-08 09:29:47

据国外媒体报道,健康障碍一直是笼罩在向火星派遣宇航员这一梦想上空的阴云。英国和葡萄牙科学家认为,他们已经找到一种保护宇航员免受危险太空辐射伤害的方式, 帮助宇航员登陆火星的梦想成为现实。其中一名研究人员表示,他们之所以取得这样的突破是因为借鉴了诞生于科幻小说和影片黄金时代的超前想法,包括热门电视剧集《星际迷航》中的质子盾。

太空天气是美国和欧洲拟定的在未来30年实施“红色星球任务”面临的最大挑战之一。即使是路途最近的往返之旅——火星与地球间的距离在5500万公里(3400万英里)至4000多万公里(2500万英里)之间——也需要至少18个月时间。在这段期间,宇航员将暴露在亚原子粒子环境之下。这些在太空中高速飞行的粒子能够像热刀切黄油块一样轻易“切断”DNA,进而提高宇航员患癌症和其它疾病的风险。

大约50年前,科学家就已知道这种危险存在,但由于成本和技术问题,这种危险似乎仍无法避免。为此,一些专家提出用铅或巨型水箱盾保护宇航员,但将这些“盾牌”从地球送入轨道的费用却令人望而却步。上世纪60年代,科学家提出另外一种想法,用地球磁场的复制品包裹飞船。我们的两极磁场能够让来袭的宇宙射线发生偏斜,进而保护地球生命以及身在地球低轨道的宇航员。根据计算,飞船将不得不产生一个跨度数百公里的磁场。但相关设备的体积无疑是巨大的,同时也会大大消耗飞船的能量供应,更为严重的是,其所产生的强大磁场本身也会对宇航员构成伤害。

英国和葡萄牙科学家重新将目光聚焦磁场,他们表示产生巨型磁场实际上没有必要,只需一个跨度几百米的“泡泡”便可起到保护作用。靠近牛津的卢瑟福德·阿普尔顿实验室的鲍勃·宾哈姆(Bob Bingham)在接受法国媒体采访时说:“这种想法与《星际迷航》中出现的场景非常类似,剧中的斯科特启动防护盾,保护‘进取’号飞船免受质子束侵害。”他们的研究发现刊登在英国物理学会4日出版的一份专业杂志上。研究中,他们利用了同样被核聚变专家采用的数值模拟技术。核聚变过程中,一个热等离子体被强大磁场固定在适当位置。

这种数字运算技术为科学家描绘了一幅有关单个粒子与两极磁场遭遇时如何运转的更为准确的图画。最终,研究人员得以设计一种更为巧妙的微型磁场保护模型,而不是过去设想的笨重的磁场发生器。在里斯本高级技术学院的等离子体实验室,研究小组在模拟原子粒子太阳风暴过程中测试了这种装置的缩小版——由于正在申请专利,具体细节仍处在保密当中。

据宾哈姆透露,用于火星之旅的放大版重量在几百公斤左右(500磅至700磅之间),只消耗大约一千瓦能量,相当于现有通讯卫星能耗的三分之一到二分之一。设备产生的磁场能量虽然与地球磁场相当,但可能对宇航员造成的危害却被降到最小化。届时,我们能够通过无人飞船将它送入太空,无人飞船可以在有人飞船的任意一侧飞行。宾哈姆说,现正向欧洲航天局和美国宇航局推荐这个“迷你磁层”。它几乎可以驱散太阳风暴(太阳喷射的质子)中的所有离子。

对于在星际间穿行的危险程度相对较低的高能宇宙射线,“迷你磁层”并不能起到保护作用,但飞船可以通过“包裹”防护材料,为自己穿上一件防弹背心来抵御这种威胁。宾哈姆说:“如果朝火星金发,‘迷你磁层’将成为我们的必选对象,原因很简单:火星之旅历时大约18个月,我们需要保护宇航员免受太阳风暴伤害。”

2001年,宇航局进行的一项发现,至少有39名前宇航员在太空飞行之后患上白内障,其中有36人参加了在地球轨道之外执行的任务。根据宇航局暂时估计,火星往返之旅将让40岁不吸烟的男性宇航员回到地球后患致命癌症的几率达到40%,是在地球上的两倍。

(来源:新浪科技)

据国外媒体报道,健康障碍一直是笼罩在向火星派遣宇航员这一梦想上空的阴云。英国和葡萄牙科学家认为,他们已经找到一种保护宇航员免受危险太空辐射伤害的方式, 帮助宇航员登陆火星的梦想成为现实。其中一名研究人员表示,他们之所以取得这样的突破是因为借鉴了诞生于科幻小说和影片黄金时代的超前想法,包括热门电视剧集《星际迷航》中的质子盾。 太空天气是美国和欧洲拟定的在未来30年实施“红色星球任务”面临的最大挑战之一。即使是路途最近的往返之旅——火星与地球间的距离在5500万公里(3400万英里)至4000多万公里(2500万英里)之间——也需要至少18个月时间。在这段期间,宇航员将暴露在亚原子粒子环境之下。这些在太空中高速飞行的粒子能够像热刀切黄油块一样轻易“切断”DNA,进而提高宇航员患癌症和其它疾病的风险。 大约50年前,科学家就已知道这种危险存在,但由于成本和技术问题,这种危险似乎仍无法避免。为此,一些专家提出用铅或巨型水箱盾保护宇航员,但将这些“盾牌”从地球送入轨道的费用却令人望而却步。上世纪60年代,科学家提出另外一种想法,用地球磁场的复制品包裹飞船。我们的两极磁场能够让来袭的宇宙射线发生偏斜,进而保护地球生命以及身在地球低轨道的宇航员。根据计算,飞船将不得不产生一个跨度数百公里的磁场。但相关设备的体积无疑是巨大的,同时也会大大消耗飞船的能量供应,更为严重的是,其所产生的强大磁场本身也会对宇航员构成伤害。 英国和葡萄牙科学家重新将目光聚焦磁场,他们表示产生巨型磁场实际上没有必要,只需一个跨度几百米的“泡泡”便可起到保护作用。靠近牛津的卢瑟福德·阿普尔顿实验室的鲍勃·宾哈姆(Bob Bingham)在接受法国媒体采访时说:“这种想法与《星际迷航》中出现的场景非常类似,剧中的斯科特启动防护盾,保护‘进取’号飞船免受质子束侵害。”他们的研究发现刊登在英国物理学会4日出版的一份专业杂志上。研究中,他们利用了同样被核聚变专家采用的数值模拟技术。核聚变过程中,一个热等离子体被强大磁场固定在适当位置。 这种数字运算技术为科学家描绘了一幅有关单个粒子与两极磁场遭遇时如何运转的更为准确的图画。最终,研究人员得以设计一种更为巧妙的微型磁场保护模型,而不是过去设想的笨重的磁场发生器。在里斯本高级技术学院的等离子体实验室,研究小组在模拟原子粒子太阳风暴过程中测试了这种装置的缩小版——由于正在申请专利,具体细节仍处在保密当中。 据宾哈姆透露,用于火星之旅的放大版重量在几百公斤左右(500磅至700磅之间),只消耗大约一千瓦能量,相当于现有通讯卫星能耗的三分之一到二分之一。设备产生的磁场能量虽然与地球磁场相当,但可能对宇航员造成的危害却被降到最小化。届时,我们能够通过无人飞船将它送入太空,无人飞船可以在有人飞船的任意一侧飞行。宾哈姆说,现正向欧洲航天局和美国宇航局推荐这个“迷你磁层”。它几乎可以驱散太阳风暴(太阳喷射的质子)中的所有离子。 对于在星际间穿行的危险程度相对较低的高能宇宙射线,“迷你磁层”并不能起到保护作用,但飞船可以通过“包裹”防护材料,为自己穿上一件防弹背心来抵御这种威胁。宾哈姆说:“如果朝火星金发,‘迷你磁层’将成为我们的必选对象,原因很简单:火星之旅历时大约18个月,我们需要保护宇航员免受太阳风暴伤害。” 2001年,宇航局进行的一项发现,至少有39名前宇航员在太空飞行之后患上白内障,其中有36人参加了在地球轨道之外执行的任务。根据宇航局暂时估计,火星往返之旅将让40岁不吸烟的男性宇航员回到地球后患致命癌症的几率达到40%,是在地球上的两倍。 (来源:新浪科技)
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