林淼

提到太空危險(xiǎn)，您會想到迎面而來的隕石，還是低溫的真空環(huán)境？或許有的人還會想到另一個(gè)肉眼并不可見的危險(xiǎn)：太陽高能粒子。

太陽高能粒子：看不見的危險(xiǎn)

雖然看起來，太空除了隕石和塵埃之外，空空如也，但其實(shí)它充滿了來自太陽的高能粒子。這些高能粒子呈等離子態(tài)彌漫在太空當(dāng)中。什么是等離子態(tài)？等離子態(tài)是物質(zhì)的第四狀態(tài)（另外三種分別是：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)），由離子和自由電子組成。人類可以通過加熱任何一種氣體，或者給氣體通上強(qiáng)電磁場來制造等離子態(tài)的物質(zhì)。我們常見的閃電、霓虹燈里的燈光和靜電火花就是等離子態(tài)。

太空環(huán)境什么氣體都沒有，那么那些等離子態(tài)的高能粒子是怎么來的呢？這些高能粒子來自于太陽噴發(fā)出的太陽風(fēng)，太陽風(fēng)本身指的就是太陽上層大氣射出的超高速等離子體流。在太陽日冕層幾百萬開爾文的高溫下，氫、氦等原子被電離成帶電的質(zhì)子和電子等，同時(shí)獲得極高的運(yùn)動(dòng)速度，不斷掙脫太陽引力的束縛，射向太空，從而形成太陽風(fēng)。

這些高能粒子不僅可以穿透飛船的船壁，進(jìn)而影響飛船上設(shè)備的運(yùn)行，還會擊中宇航員，“敲掉”或“扭曲”宇航員的某些DNA片段，從而使宇航員“染”上輻射病或死亡。

那么以往的宇航員是怎么活下來的呢？科學(xué)家們早就發(fā)現(xiàn)，高能粒子并非“銳不可當(dāng)”，當(dāng)它們遇到的障礙達(dá)到某一厚度時(shí)，它們就無法穿透這個(gè)障礙。所以，科學(xué)家們大多采用加厚船壁和宇航服的方法，來保護(hù)設(shè)備和宇航員。

能抵御高能粒子的無形防護(hù)罩

不過，科學(xué)家們現(xiàn)在正在研制小型人造磁層，從而在不用消耗太多能量和材料的情況下，來抵御來自太陽的高能粒子。

科學(xué)家給飛船制造磁層的靈感來自于地球磁層——地球被一個(gè)巨大的磁層包圍著，正是由于這層磁層能夠吸收和偏轉(zhuǎn)高能粒子，地球上的生命才得以生存下來。所以科學(xué)家也想給飛船“安”上這么一層護(hù)罩。

科學(xué)家最初的方案是在宇宙飛船上多安裝一個(gè)（或多個(gè)）叫做托卡馬克環(huán)的裝置。托卡馬克環(huán)是一種用超導(dǎo)磁體制作的圓環(huán)裝置，在地球上，它被用來控制熱核聚變反應(yīng)的功率。地球上的托卡馬克環(huán)內(nèi)部充滿高能等離子，這些高能等離子來自熱核聚變反應(yīng)，而它們又會在科學(xué)家的控制下，按照一定的方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)產(chǎn)生磁場。

于是，科學(xué)家就想，能不能把它“搬”到宇宙飛船上，甚至搬到人類未來的月球和火星殖民地上，利用它產(chǎn)生的磁層（磁場）來進(jìn)行保護(hù)？另外，高能等離子流是熱核聚變反應(yīng)的副產(chǎn)品，熱核聚變反應(yīng)主要會被用來生產(chǎn)電能，所以，制造這層磁層的同時(shí)還可以為宇宙飛船發(fā)電供能。然而，如今科學(xué)家在地球上連一個(gè)普通的核聚變反應(yīng)堆都制造得極其費(fèi)力，更不用說建造難度更大的外星殖民地或宇宙飛船核聚變反應(yīng)堆了。

于是，科學(xué)家得考慮其他的方案。其中一個(gè)較為可行，而且相對簡單的方案就是在飛船的周圍直接“繞”上超導(dǎo)磁體，然后給超導(dǎo)磁體通電。其原理是超導(dǎo)磁體通電會產(chǎn)生磁場，如果給飛船周圍的超導(dǎo)磁體通上電，那么超導(dǎo)磁體會在飛船周圍產(chǎn)生磁場，這些磁場會在一定程度上阻擋來自太陽的高能粒子。只是，科學(xué)家目前還沒找到合適的超導(dǎo)磁體。

將來隨著技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家一定能制造出能阻擋太陽高能粒子的盾牌，就讓我們拭目以待吧。