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霍金打造1/5光速光帆飞船:弄不好就尸骨无存

时间:2016-09-07 | 来源:互联网 | 阅读:191

话题: 宇宙飞船 飞船

一方面,足够高的温度会使得飞船材料蒸发;另一方面,即使未达到蒸发温度,材料的特性也会被高温改变,从而影响其结构特性。

通过对星际气体密度的测量和一些实验室研究,科研团队在多种假设下计算了碰撞造成的损害。

研究结果表明:尽管氢和氦原子是最常见的星际原子,但更重的氧、镁和铁单原子是破坏的主要来源。

来自星际尘埃的威胁又有所不同。小星际尘埃类似于一批单原子同时撞击飞船,破坏主要来自加热,但足够大的星际尘埃可以在碰撞中直接摧毁飞船。

那么“足够大”是多大呢?15微米,人类头发的直径的四分之一。

幸运的是,“足够大”的尘埃很少,因此它们碰到飞船的概率估计仅为10的50次方分之一,地球上最安全的交通工具也远达不到这个概率。

过热并不是唯一的危险

另外,文章没有定量回答的一个问题是:撞击对飞船速度的影响有多大。实际上,每次撞击都会令飞船损失一点速度。

更重要的是,每次微粒飞来的方向未必会和飞船的飞行方向共线,这样,飞船的方向也会改变。

尽管从理论上来说,撞击来自任何一个方向的概率是相等的,因此随着时间的推移,飞船的真实飞行方向将无限逼近设计飞行方向。在这个理想状态下,微粒的撞击对飞船方向的改变并不明显。

但是,目前没有足够资料来估计这种理想状态要花多久才能达到,以及任意时刻飞船飞行方向的不确定性有多大。

此外,考虑到人类只能把很小的飞船加速到20%光速,飞船上搭载的相机镜头不会很大。为了获得该恒星周围行星的图像,飞船就必须飞到离恒星很近的地方,而那里的星际微粒密度比星际空间高得多。而星际微粒正是太阳系飞船到达临近恒星的重大障碍,所以会更加危险。

可能的对策

关于对策,科研团队的结论是,在飞船表面,星际单原子至多造成0.1毫米深的撞击坑,而星际尘埃可以造成1.5毫米深的撞击坑,并融化坑底部1厘米厚的材料,所以,这种破坏必须加以防护。


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