人类寻找新的宜居星球的脚步一天也没有停止过 ， 前文说的火星 ， 木卫二 ， 木卫三等的 。即便是是去木卫二我们都要很长时间 。出到太阳系就更加久远了 。所以我要更快 ， 所谓天下武功唯快不破 。但是真的快了 ， 问题又来了！比如我们去离地球最近的恒星探索上篇文章说的含水行星 。但是从地球到最近的恒星之间的空间并非空无一物 ， 有很多尘埃 。而一旦与这些东西碰上就是灾难性的 。
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飞船加速的太阳能板可能会成为尘埃的重点撞击对象
北京时间8月26日消息 ， 突破摄星项目是过去十年中提出的最令人激动的科学设想之一 。该项目计划向距地球最近的恒星发射航天器 ， 目前在世的大多数人在有生之年都能亲眼见证 。虽然从理论上来说 ， 在对现有技术做适当延伸之后 ， 该设想是可以实现的 ， 但还有大量细节需要验证 ， 因为有一个问题对于该项目来说可能是致命性的 。
先来听一点好消息：突破摄星正在为必需的研究项目提供资金赞助 ， 仔细验证该项目运用的科学概念 。该团队近日在arXiv网站上发表了一篇论文预印本 ， 详细地分析了在高速航行时、航天器能经得住这种长途旅行的概率有多大 。总的来说 ， 事情看上去还是很顺利的 ， 但分析结果显示 ， 航天器还需要在防护罩上再下一点功夫 ， 仅仅是一小粒灰尘 ， 就有可能引发灾难性的后果 。
该研究团队由四名天文学家组成 ， 他们关注的是最为基本的问题之一：航天器的生存几率 。突破摄星项目希望能把航天器加速到光速的20%左右 。以这样的高速飞行时 ， 甚至一个小小的原子都能让航天器受到严重破坏 ， 如果与灰尘相撞 ， 结果更是灾难性的 。因此该研究团队希望能弄清发生这种碰撞的风险究竟有多大 。
从地球到最近的恒星之间的空间并非空无一物 。早期形成的恒星在宇宙中留下了少量细小的尘埃粒子 ， 各类宇宙活动也产生了很多单个的原子 ， 四处分散在宇宙中 。这些粒子会对航天器造成严重的威胁 ， 科学家们对它们分别进行了单独研究 。
如果撞上一个原子 ， 主要的问题不在于碰撞本身 ， 而是撞击产生的能量会聚积在航天器中 ， 造成局部过热 ， 这会带来两种后果 。如果温度过高 ， 航天器所用的材料就会蒸发到太空中；而如果温度没那么高 ， 就会出现局部材料融化 ， 这部分材料重新凝固之后 ， 材料的性状就会发生改变 。
研究人员利用石英(二氧化硅)做了撞击测试 ， 利用测试中得到的信息 ， 再加上对宇宙中气体浓度的测量结果 ， 研究人员通过计算 ， 描述了飞行过程中可能遭遇到哪些损伤 。研究结果发现 ， 虽然氢原子和氦原子是航天器可能撞上的最常见的粒子 ， 但质量更重的原子、特别是氧原子、镁原子和铁原子等 ， 会对航天器造成更严重的伤害 。
尘埃则会带来另一个问题 。如果航天器撞上了体积较小的尘埃 ， 效果就像同时撞上了很多个气体原子一样 。因为与撞击产生的能量相比 ， 把这些原子联结成一粒尘埃的能量几乎微不足道 ， 况且构成尘埃的主要是质量较重的原子 。但如果尘埃的体积大到一定程度 ， 撞击产生的能量就足以摧毁航天器 。而且所谓的大到一定程度也并没有多大 ， 研究人员估计 ， 尘埃的直径只需要达到15微米 ， 就足以毁掉整艘航天飞船了 。幸运的是 ， 像这么大的尘埃粒子是很少见的 ， 撞上的几率大约是1050分之一 。
总的来说 ， 研究人员认为 ， 气体原子对航天器的影响是很小的 ， 造成的伤害顶多只有0.1毫米深 。但尘埃就不一样了 ， 航天器撞上尘埃之后 ， 表面可能会有1.5毫米厚的材料蒸发掉 ， 如果材料融化的话 ， 深度更是可能达到10毫米深 。而航天器上的每一点材料都至关重要 ， 因此这会对航天器造成十分严重的伤害 。
研究人员提出了几种可能会降低撞击风险的方法 。最简单的一种方法是 ， 减小航天器在前进方向上的横断面面积 ， 如将太阳能板折叠起来、藏在防护罩后面等等 。航天器的主体部分也将做成子弹型 ， 以便减少可能会撞上灰尘的区域面积 。不过 ， 如果太阳能板需要用来和地球取得联系的话 ， 这种方法或许就不可行了 。
既然最大的问题是局部过热 ， 该研究团队还提出 ， 在航天器前部增装一层石墨 ， 以便更高效地分散热量 。研究人员把石墨与石英对比后发现 ， 使用了石墨之后 ， 由撞击引发的损失可以大大降低 。
但研究人员并未解决由撞击产生的动能改变问题 。每一粒尘埃粒子都会让航天器上的一小部分材料蒸发到太空中 ， 从而对航天器产生反作用力 ， 使它的运行方向发生轻微的改变 。日积月累 ， 这些撞击坑会均匀分布在航天器的表面 ， 但航天器的飞行轨迹也会发生一定的变化 ， 这要取决于撞击分布的均匀程度 ， 以及经受撞击的时间 。
因此 ， 这些撞击可能会增加航天器抵达目标星球的难度 。考虑到航天器上搭载的传感器质量也许会受到一定限制 ， 要想让航天器飞到其它恒星附近 ， 也许并不是一件简单的事情 。
【光粒子的飞行速度 如果飞行速度超过光速时间就会】
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