科學家研制迷你"磁盾"保護遠征火星宇航員

據國外媒體報道,健康障礙一直是籠罩在向火星派遣宇航員這一夢想上空的陰雲。英國和葡萄牙科學家認爲,他們已經找到一種保護宇航員免受危險太空輻射傷害的方式, 幫助宇航員登陸火星的夢想成爲現實。其中一名研究人員表示,他們之所以取得這樣的突破是因爲借鑒了誕生于科幻小說和影片黃金時代的超前想法,包括熱門電視劇集《星際迷航》中的質子盾。

太空天氣是美國和歐洲擬定的在未來30年實施“紅色星球任務”面臨的最大挑戰之一。即使是路途最近的往返之旅——火星與地球間的距離在5500萬公裏(3400萬英裏)至4000多萬公裏(2500萬英裏)之間——也需要至少18個月時間。在這段期間,宇航員將暴露在亞原子粒子環境之下。這些在太空中高速飛行的粒子能夠像熱刀切黃油塊一樣輕易“切斷”DNA,進而提高宇航員患癌症和其它疾病的風險。

大約50年前,科學家就已知道這種危險存在,但由于成本和技術問題,這種危險似乎仍無法避免。爲此,一些專家提出用鉛或巨型水箱盾保護宇航員,但將這些“盾牌”從地球送入軌道的費用卻令人望而卻步。上世紀60年代,科學家提出另外一種想法,用地球磁場的複制品包裹飛船。我們的兩極磁場能夠讓來襲的宇宙射線發生偏斜,進而保護地球生命以及身在地球低軌道的宇航員。根據計算,飛船將不得不産生一個跨度數百公裏的磁場。但相關設備的體積無疑是巨大的,同時也會大大消耗飛船的能量供應,更爲嚴重的是,其所産生的強大磁場本身也會對宇航員構成傷害。

英國和葡萄牙科學家重新將目光聚焦磁場,他們表示産生巨型磁場實際上沒有必要,只需一個跨度幾百米的“泡泡”便可起到保護作用。靠近牛津的盧瑟福德·阿普爾頓實驗室的鮑勃·賓哈姆(Bob Bingham)在接受法國媒體采訪時說:“這種想法與《星際迷航》中出現的場景非常類似,劇中的斯科特啓動防護盾,保護‘進取’號飛船免受質子束侵害。”他們的研究發現刊登在英國物理學會4日出版的一份專業雜志上。研究中,他們利用了同樣被核聚變專家采用的數值模擬技術。核聚變過程中,一個熱等離子體被強大磁場固定在適當位置。

這種數字運算技術爲科學家描繪了一幅有關單個粒子與兩極磁場遭遇時如何運轉的更爲准確的圖畫。最終,研究人員得以設計一種更爲巧妙的微型磁場保護模型,而不是過去設想的笨重的磁場發生器。在裏斯本高級技術學院的等離子體實驗室,研究小組在模擬原子粒子太陽風暴過程中測試了這種裝置的縮小版——由于正在申請專利,具體細節仍處在保密當中。

據賓哈姆透露,用于火星之旅的放大版重量在幾百公斤左右(500磅至700磅之間),只消耗大約一千瓦能量,相當于現有通訊衛星能耗的三分之一到二分之一。設備産生的磁場能量雖然與地球磁場相當,但可能對宇航員造成的危害卻被降到最小化。屆時,我們能夠通過無人飛船將它送入太空,無人飛船可以在有人飛船的任意一側飛行。賓哈姆說,現正向歐洲航天局和美國宇航局推薦這個“迷你磁層”。它幾乎可以驅散太陽風暴(太陽噴射的質子)中的所有離子。

對于在星際間穿行的危險程度相對較低的高能宇宙射線,“迷你磁層”並不能起到保護作用,但飛船可以通過“包裹”防護材料,爲自己穿上一件防彈背心來抵禦這種威脅。賓哈姆說:“如果朝火星金發,‘迷你磁層’將成爲我們的必選對象,原因很簡單:火星之旅曆時大約18個月,我們需要保護宇航員免受太陽風暴傷害。”

2001年,宇航局進行的一項發現,至少有39名前宇航員在太空飛行之後患上白內障,其中有36人參加了在地球軌道之外執行的任務。根據宇航局暫時估計,火星往返之旅將讓40歲不吸煙的男性宇航員回到地球後患致命癌症的幾率達到40%,是在地球上的兩倍。

(來源:新浪科技)

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