危機四伏一一淺談太空飛行中的危險 肖扬5100309578 導讀自從1961年第一次進入太空以來，人類遨遊宇宙的夢想就從未停止過·然而萝想 不可能逾越現實，現實中的太空飛行可調是危機重重·這些危險包括直接危險和潛在危 險，但不管是何種危險狀况，都有可能讓宇航員身陷囹圄甚至喪命。接下來我們就來瞭 解一下主要的幾種危險，以及如何去解決。 危險一：太空垃圾&微流星體 太空垃圾即人類發射航天器時散落在地球軌道上的廢棄物和殘骸等。微流星體是散 落在宇宙空間中的，品質和體積都極小的岩石顆粒。不管是太空垃圾還是微流星體，它 們的體積可能很小，但一旦撞上航天器則會造成嚴重問題。有人會說，品質這麼微小的 太空碎片即使装上航天器也應該沒有問題·下面我們就來分析一下這種說法的可信度。 首先，碎片對航天器的破壞程度取决於撞上去的衝力，及衝量或動量P,而P=v，v 是太空碎片撞上航天器的速度。 事實上，由於航天器和碎片都是繞著各自軌道運動，一旦二者撞在一起，其相對速 度是非常大的，因此其動量值也是非常大的。而且，在浩瀚的太空中沒有任何物體能夠 像地面一樣作為觀察的參照系，因此在太空中目測距離也變得非常困難，宇航員很難把 握雨個物體之間靠近的速率，所以太空船的手控對接的危險性就來源於此。 現在有科學家提出可以設計一種自動規避系統，即讓航天器自動探測太空碎片並自 動規避。當然，由於太空碎片及其微小·這也對我們的無線通部系統和自動控制系統有 著極高的要求。 危險二：宇宙高能射線 所調宇宙高能射線，指的是來自於宇宙中的一種具有相當大能量的粒子流，其來源 多種多樣·如太陽風暴、太陽耀斑爆發·來自宇宙深處的射線等等。這些高能射線，無 論對航天器上的電子儀器，還是人體都有著巨大的影響。例如，強烈的太陽風暴的威力 不亞於一顆軍用的EMP彈（電磁幹擾彈）所带來的影響。當其能流足夠大，就能輕易
危機四伏——淺談太空飛行中的危險 肖扬 5100309578 導讀 自從 1961 年第一次進入太空以來，人類遨遊宇宙的夢想就從未停止過。然而夢想 不可能逾越現實，現實中的太空飛行可謂是危機重重。這些危險包括直接危險和潛在危 險，但不管是何種危險狀況，都有可能讓宇航員身陷囹圄甚至喪命。接下來我們就來瞭 解一下主要的幾種危險，以及如何去解決。 危險一：太空垃圾&微流星體 太空垃圾即人類發射航天器時散落在地球軌道上的廢棄物和殘骸等。微流星體是散 落在宇宙空間中的，品質和體積都極小的岩石顆粒。不管是太空垃圾還是微流星體，它 們的體積可能很小，但一旦撞上航天器則會造成嚴重問題。有人會說，品質這麼微小的 太空碎片，即使裝上航天器也應該沒有問題。下面我們就來分析一下這種說法的可信度。 首先，碎片對航天器的破壞程度取決於撞上去的衝力，及衝量或動量 P，而 P=mv，v 是太空碎片撞上航天器的速度。 事實上，由於航天器和碎片都是繞著各自軌道運動，一旦二者撞在一起，其相對速 度是非常大的，因此其動量值也是非常大的。而且，在浩瀚的太空中沒有任何物體能夠 像地面一樣作為觀察的參照系，因此在太空中目測距離也變得非常困難，宇航員很難把 握兩個物體之間靠近的速率，所以太空船的手控對接的危險性就來源於此。 現在有科學家提出可以設計一種自動規避系統，即讓航天器自動探測太空碎片並自 動規避。當然，由於太空碎片及其微小，這也對我們的無線通訊系統和自動控制系統有 著極高的要求。 危險二：宇宙高能射線 所謂宇宙高能射線，指的是來自於宇宙中的一種具有相當大能量的粒子流，其來源 多種多樣。如太陽風暴、太陽耀斑爆發、來自宇宙深處的射線等等。這些高能射線，無 論對航天器上的電子儀器，還是人體都有著巨大的影響。例如，強烈的太陽風暴的威力 不亞於一顆軍用的 EMP 彈（電磁幹擾彈）所帶來的影響。當其能流足夠大，就能輕易
讓飛船上的電子晶片短路而燒毁。 宇宙高能射線對人體也有巨大的影響。例如宇宙中的X射線、丫射線等，根據光子 的能量公式E=hv,由於上述雨種射線的頻率非常高，因此其光量子的能量是非常大的， 足以破壞人體細胞核中的DNA結構，最終可能带來新陳代謝的困難，甚至是癌症。 要解決這個問題，首先要解決的是防護材料·由於高能宇宙射線能穿透大部分金屬 和其他保護層，人類只能不斷地研發新材料，才能抵禦宇宙射線的傷害。 危險三：失重 對於大多數人來來說，失重是一種美妙的體驗，然而就是這種美妙的體驗，可能給 宇航員带來體質上的巨大危害，尤其是骨質。在地球上時，為了對抗地球引力，人體骨 骼必須不斷補充營養來充實骨骼。而在太空中由於失重，人的機體不再需要對抗重力， 從而導致骨骼疏鬆·鈣質流失·肌肉萎缩等一系列症狀·美國科學家增對在天空實驗室 (SkyLab)生活撾的宇航員做撾檢測，在失重状態下生活三個月，骨骼中的鈣元素流失 就達10%。如果這樣，人類若要飛向火星·那麼在往返的一年中的骨質流失可能達到 90%以上，後果就是一旦返回地面就會產生全身性的骨折。 因此各國宇航局都採取一系列的防治措施，比如讓宇航員在借助繃帶等器械的條件 下做負重運動，借助特殊的跑步機做腿部锻煉等等。即使這樣，俄國航天局對在國際空 間站生活了6個月的宇航員體檢時，發現仍有10%的鈣質流失。 危險四：宇航員情绪問題 有時候，人們過於迷信科技進步而忽視人本身的感受和想法·而事實上，無論航天 器製造的多麼精良，宇航員自身的情緒問題則永遠是一個難題。長時間的遠離地球遠離 家園勢必會是宇航員產生巨大的孤獨感這也包括心理上的孤獨和生理需要上的孤獨。 曾經俄國的和平號空間站上就發生撾俄美兩國宇航員衝突的事情。因此，如果沒有一個 良好的情緒發洩的環境，宇航員很可能在孤獨和抑鬱的影響下做出意想不到的事情。 其實科學家們早想過讓夫婦一起登上航天器，一起去進行太空遨遊，這要既能滿足 生理需要，也能滿足心理需要。但由於失重，科學家們也發現太空中的夫妻生活存在巨 大難度，曾經參加撾“太空性生活實驗”男宇航員反應，要在失重的環境下行男女之事 消耗的體能是地球上的10倍以上
讓飛船上的電子晶片短路而燒毀。 宇宙高能射線對人體也有巨大的影響。例如宇宙中的 X 射線、γ射線等，根據光子 的能量公式 E=hv，由於上述兩種射線的頻率非常高，因此其光量子的能量是非常大的， 足以破壞人體細胞核中的 DNA 結構，最終可能帶來新陳代謝的困難，甚至是癌症。 要解決這個問題，首先要解決的是防護材料。由於高能宇宙射線能穿透大部分金屬 和其他保護層，人類只能不斷地研發新材料，才能抵禦宇宙射線的傷害。 危險三：失重 對於大多數人來來說，失重是一種美妙的體驗，然而就是這種美妙的體驗，可能給 宇航員帶來體質上的巨大危害，尤其是骨質。在地球上時，為了對抗地球引力，人體骨 骼必須不斷補充營養來充實骨骼。而在太空中由於失重，人的機體不再需要對抗重力， 從而導致骨骼疏鬆、鈣質流失、肌肉萎縮等一系列症狀。美國科學家增對在天空實驗室 （SkyLab）生活過的宇航員做過檢測，在失重狀態下生活三個月，骨骼中的鈣元素流失 就達 10%。如果這樣，人類若要飛向火星，那麼在往返的一年中的骨質流失可能達到 90%以上，後果就是一旦返回地面就會產生全身性的骨折。 因此各國宇航局都採取一系列的防治措施，比如讓宇航員在借助繃帶等器械的條件 下做負重運動，借助特殊的跑步機做腿部鍛煉等等。即使這樣，俄國航天局對在國際空 間站生活了 6 個月的宇航員體檢時，發現仍有 10%的鈣質流失。 危險四：宇航員情緒問題 有時候，人們過於迷信科技進步而忽視人本身的感受和想法。而事實上，無論航天 器製造的多麼精良，宇航員自身的情緒問題則永遠是一個難題。長時間的遠離地球遠離 家園，勢必會是宇航員產生巨大的孤獨感，這也包括心理上的孤獨和生理需要上的孤獨。 曾經俄國的和平號空間站上就發生過俄美兩國宇航員衝突的事情。因此，如果沒有一個 良好的情緒發洩的環境，宇航員很可能在孤獨和抑鬱的影響下做出意想不到的事情。 其實科學家們早想過讓夫婦一起登上航天器，一起去進行太空遨遊，這要既能滿足 生理需要，也能滿足心理需要。但由於失重，科學家們也發現太空中的夫妻生活存在巨 大難度，曾經參加過“太空性生活實驗”男宇航員反應，要在失重的環境下行男女之事 消耗的體能是地球上的 10 倍以上
總之，可謂是“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”，儘管太空飛行危機四伏， 但人類探索宇宙的熟情永不會减退。隨著技術的發展，我們一定能克服這些危險·人類 的足跡必將遍及浩瀚宇宙· 参考文款： ①維琪百科：http:/zh.wikipedia.org/wiki/微流星體 ②《新探索》2008年第12期
總之，可謂是“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”，儘管太空飛行危機四伏， 但人類探索宇宙的熱情永不會減退。隨著技術的發展，我們一定能克服這些危險，人類 的足跡必將遍及浩瀚宇宙。 參考文獻： ①維琪百科： http://zh.wikipedia.org/wiki/微流星體 ②《新探索》2008 年第 12 期