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标题: 假如在太空飞，会受到什么辐射？太空有多大？ [打印本页]

作者: 佳洁士 时间: 2022-11-25 21:51
标题: 假如在太空飞，会受到什么辐射？太空有多大？
茫茫的太空，深邃而迢遥。它看似空空荡荡，却又藏着许多奥秘。本日，我们一起来探索众多太空里小小粒子的机密。

太空有多大

太空是指地球大气层以外的宇宙空间，代表着极高的、深不可测的天空。近些年来，随着太空探索技能的发展，各人广泛以人造卫星脱离地面的最低高度（100～110千米）作为外层空间的最低极限边界。

太空情况

与众多的宇宙相比，人类的生活空间只存在于一个小小角落。我们认识的太阳、月亮和漫天繁星，对于宇宙来说也是微不足道的，究竟在银河系的10万光年直径之外，还有至少930亿光年的空间。夜空里那些繁密的星，纵使有几百颗在同时眨眼，由于相互之间隔断迢遥，今生它们都不大概真正相见。

在太空里，除了有人们熟知的恒星、行星、卫星、彗星等天体，还有人造卫星，以及人造卫星的碎片和其他太空垃圾。高真空情况下的重力加速度不到地球的百分之一，因此像人类一样的碳基生命大概无法生存。现在为止，人类不确定是否有其他外星文明存在。以是传统认知上的太空，仍然一片死寂。

太空，并不空

实在，真实的太空并不“平静”。在这里，各种天领会不绝歇地向外辐射电磁波，例如太阳的电磁辐射。除此之外，许多天体还会向外辐射高能粒子，包括质子、中子、电子、重离子等。以“大火球”太阳为例，太阳宇宙射线辐射就是太阳在发生耀斑发作时向外发射的高能粒子，而太阳风则是由日冕吹出的高能等离子体流。

太阳耀斑

而且，由于天体磁场的作用，会俘获如上述太阳“发作”所射出的高能带电粒子，进而形成辐射很强的辐射带。实在，在我们的母星地球的上空，就有内、外两个辐射带。

随着深空探测技能的敏捷发展，人类已经实现了载人航天和月球登陆，这些巨大的成就也让我们对将来的火星登陆、太空移民等充满了期待。然而，太空中存在的这些高能粒子，成为航空航天技能发展的巨大拦阻，使得人类在探索太空过程中所面临的辐射情况愈发复杂，乃至可怕。

电影《火星救援》

辐射：空间飞行的天敌？

人类在探索太空的进程中，必要研制出能在极端情况下使用、高性能且高可靠的航天器，由于飞行器所处的太空情况里，包括银河宇宙射线、太阳粒子事件、星体俘获辐射带等多种辐射。

银河宇宙射线

银河宇宙射线，顾名思义，就是由来自太阳系之外更广阔宇宙空间的高能粒子产生的辐射。在这种射线的组成成分中，绝大部分是质子，约莫占比87%，其他还有少量电子、重离子等。银河宇宙射线能量很高，通量较低，一个平方厘米范围内，大概1s都不会有一颗粒子光顾。

虽然银河宇宙射线的粒子是来自太阳系之外的地方，但其也受到太阳运动周期的影响。太阳运动强烈时，银河宇宙射线会受到抑制；太阳运动清静时，银河宇宙射线则会更强。由于银河宇宙射线自己通量较小，同时受到地球磁场和大气的拦阻，只有少少能到达地球。而南极和北极地区由于地磁场分布方向的原因，受到银河宇宙射线的辐射量更高一些。

太阳粒子事件

太阳粒子事件也很好理解，就是由太阳运动而产生的辐射，这里主要指太阳耀斑运动。由于太阳耀斑运动中产生的粒子中绝大多数是质子，因此，太阳粒子事件也被称为太阳质子事件。

与银河宇宙射线相比，太阳粒子事件更受太阳运动周期影响。只不外太阳运动强烈的时间，太阳粒子事件就越强烈；太阳运动清静的时间，太阳粒子事件也越清静。当太阳粒子事件发生时，地球周围犹如遭遇了一场高能带电粒子“暴雨”的打击。此时卫星、空间站等太空办法，就很大概遭遇巨大灾难。

地球俘获辐射带

上图中这个像甜甜圈一样的辐射带，就是地球的星体俘获辐射带。它分为内、外两层，外辐射带主要捕获的是电子，内带主要俘获的是质子，能量大概高达500MeV。地球内层俘获辐射带比较稳固，外层俘获辐射带则轻易受到太阳运动的强烈影响，稳固性较差。在内外层之间有一个带缝，奇妙的是，这个缝中空间是一个辐射很少的安全地带。

由此看到，太空的辐射情况非常复杂且强大。虽然星与星之间隔断可达数光年，但却充斥着各种高能粒子。可这些粒子多大呢？来看下面的数据：质子的直径在（10^-15米）量级，约莫是一个乒乓球的20000亿分之一大小；重离子的直径在（10^-10米）量级，也执偾一个乒乓球的0.1亿分之一大小。与宇宙相比，高下立见。

虽然它们很微小，破坏力却非常惊人。有史以来，许多飞行器已经由于它们搞出的“破坏”而中招，乃至引起了整个飞行任务的失败。

在太空飞，会受到什么辐射

在超级好汉电影中，我们时常能看到好汉们上天入地，无所不能。现在，假设你是一个“超人”，在空中飞行会受到什么影响呢？

电影《超人》画面

假如你不肯远离故乡，选择在约2000千米以内近地轨道飞行，由于地球磁场与大气层的防护，你受到的辐射剂量主要来源于地球俘获带和银河宇宙辐射。当然，辐射强度大小取决于你所处位置的轨道高度和倾角。

但假如你正在远离故乡，向火星进军，就意味着你将脱离地球磁场的掩护。在往返地球途中，空间辐射情况的主要辐射源就酿成了银河宇宙射线和太阳粒子事件。

文章改编自：中国原子能科学研究院

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