人类能否以接近光速飞行 人体的耐受力是瓶颈( 五 )


当飞船以数亿公里/小时的惊人速度飞行时,太空中的任何微粒,从漫无目的游荡的氢气原子到微流星体,都将变成可能会给飞船带来致命危险的“子弹” 。
2012年,亚瑟·爱德斯坦和父亲、美国约翰霍普金斯大学医学院教授威廉·爱德斯坦共同发表了一篇论文,探究了太空中的氢原子对高速飞船可能构成的威胁——宇宙中的氢原子可能会变成为强烈的辐射 。
他们解释道,当与高速运行的飞船接触时,氢原子会粉碎成许多亚原子粒子 。这些亚原子粒子可能会穿透飞船,对宇航员和设备造成辐射伤害 。当飞船的速度达到光速的95%左右时,这样的辐射暴露将是致命的 。另外,高速飞行的飞船本身也会变得越来越热,最终温度高到足以将我们现在能想象到的任何材料融化;与此同时 , 宇航员体内的水分也会沸腾,这些都会是极为棘手的问题 。
在2012年的这篇论文中,爱德斯坦父子提出 , 或许可以使用强大的磁场保护罩来保护飞船免受氢原子雨的袭击 。但即便采用了磁场保护罩技术,飞船的飞行速度仍然不能超过光速的一半 , 否则,宇航员会面临失去生命的问题 。
推进物理学家马克·米尔斯曾经担任“突破性物理学推进技术方案”的主管,他提醒道,爱德斯坦父子提到的这种高速风险目前还只是杞人忧天 。他说:“根据现有物理学水平,达到光速的10%就已经很难,更不用说超过光速的50%了,这简直是难于上青天 。这就好比,在我们没办法下水之前,根本不必担心被溺毙的问题 。”
除了氢气原子之外,小型太空岩石——微流星体也会是一种威胁 。这些细小的太空岩石颗粒的运动速度可以高达30万公里/小时 。为了保护飞船和内部的乘员,“猎户座”飞船安装了厚度从18厘米到30厘米不等的保护性外壳以及其他的保护性设备 。布瑞说:“为了保护飞船,我们必须考虑太空微流星体所有可能来袭的角度,从而做好相应的防御措施 。”
实际上,对于未来的深空探索任务来说,随着人类的飞行速度与日俱增,这些太空微流星体并非唯一的障碍 。比如,在执行火星飞行任务时 , 还有其他一些实际问题必须引起重视,包括宇航员的食物供给、长期暴露在宇宙射线环境下可能引发的癌症风险等 。尽管在短期太空飞行中,这些问题可以基本忽略 , 但在长期飞行中,我们就不能视而不见了 。
星际航行能否超越光速?
那么,未来我们能以超光速在宇宙间遨游 , 体会那种大鹏一日同风起,扶摇直上九万里的酣畅淋漓吗?
尽管超光速目前还只是人们的一个幻想 , 但并非是天马行空毫无道理的想象 。其中一种名为“曲率驱动”的黑科技就给人类带来希望,这种技术最早出现在美剧《星际迷航(Star Trek)》中,最初只是一个不切实际的幻想,但1994年 , 理论物理学家米给尔·阿库别瑞提出了以他本人的名字为名的“阿库别瑞引擎”,使超光速航行变得可能 。
阿库别瑞提出 , 理论上,宇宙飞船装上这种能令前方空间收缩、令后方空间膨胀的曲速引擎后,能创造出一种“曲速气泡”,令空间扭曲,从而实现跨星际旅行 。因为移动由曲速气泡带动 , 身处其中的宇宙飞船实际上并没有做出超越光速的移动,故不会违背广义相对论“万事万物都不能超越光速”的理论 , 而且,也不会出现时间变慢等相对论效应 。戴维斯表示:“如果说传统的飞行方式就像在水中游泳 , 那么,阿库别瑞驱动就像是冲浪板带着你在浪尖上冲浪一样 。”