时间:2024-05-21
王善武/编译
太空看上去似乎是空荡荡的,但是对于离开地球去冒险的人类来说,它到处潜伏着看不见的危险,这些危险中包括科学家最近发现的有令人震惊的事实根据的宇宙射线。
什么是宇宙射线呢?这个问题已经使科学家着迷和困惑了半个多世纪。研究先驱们向太空发射了安装着辐射性勘测器的仪器的气球。他们发现,当气球上升到更高的高度时,辐射性勘测器的滴答声的频率增大,这表明,高度愈高,宇宙射线众多。
万·艾伦是美国国家航空航天局的一名高级顾问。第二次世界大战期间,他利用小型仪器做了大量的研究工作。战后,他转向对火箭和高空的研究。
当探险1号卫星于1985年1月31日像一道闪电似地进入轨道时,艾伦研制的一整套仪器都安装在卫星上。在18磅的有效载重量内,放入了一个约一支雪茄烟大小的辐射性勘测器管子。宇宙射线无论什么时候穿过这根管子,都被记录下来,转变成无线电信号,一个全球轨道站网就会接收到这种无线电信号。
最初收到的是卫星在低空时的数据,接近科学家在早期火箭试验启发下所预料的结果。几个星期以后,获得了高空数据。当艾伦和他的合作者将这些数据收集起来进行分析后,他们迷惑不解了。辐射性勘测器连宇宙射线的丝毫痕迹也没有记录下来。
如果说仪器有问题似乎不可能,因为这些仪器在低空时工作完全正常,而科学家们又无法相信高空没有宇宙射线。艾伦对这个谜的解释很简单:在高空,辐射性勘测器陷入如此多的宇宙射线中,以致在计数方面无能为力,上面“一片空白”。用其他类型的辐射性勘测器做的进一步试验不容置疑地表明,艾伦已经发现在地球周围有一个巨大的辐射带。因此,辐射性勘测器的一时失灵导致迄今为止空间科学的一个最辉煌的发现。以这名科学家的名字命名的万·艾伦辐射带像一个稍扁平的车轮内胎似地环绕着地球。这条带子从大约500英里的高空开始向上延伸,一直到海拔2500英里的高空。
美国向太空月球发射的先驱2号虽然没有到达预定的目标,而是坠毁到地球上,但是它运行到太空足够远的地方并带回来一个激动人心的消息:太空中还有一条万·艾伦带,为从大约12,000英里的高空一直延伸到离开地球50,000多英里的高空。
这些环绕地球的辐射带是太空飞行第一阶段的危险障碍,它们就像看不见的暗礁一样。在接近地球的轨道飞行中,宇航员必须绕开它们,因为长时间置身于这种强烈辐射之中可能有生命危险。
即使在宇宙飞船远远地避开这种暗礁,进入星际空间以后,也还有来自死光的潜在危险。就像是水手必须做好在海上航行时迎战海洋风暴的准备一样,太空旅行者必须提防一片致命的光线包围他们的辐射风暴。
太空海洋中的这些辐射风暴来自太阳。基于至今尚未弄清的原因,太阳有时候将大量火热的气体散射进太空。这些“日晕”不是经常发生的,但事先没有征兆。太阳随时都可能发出一阵弥漫整个太空的辐射风暴。在短时间的太空飞行中,受这种风暴袭击的可能性不大。但是,如果宇宙飞行员从地球出发,进行长时间的旅行,譬如三年时间的火星和地球之间的往返旅行,那么辐射风暴的危险性就会大得多。
除了万·艾伦带和日晕,宇航员还可能遇到一种危险:太空旅行结束,到达某些星球后,宇航员可能被这些星球自身的危险的光带包围。但我们可以相信,以后20年的研究可以使这种危险小到最低程度,以便宇航员安全地进行划时代的太空旅行。
(译自美《大众科学》2000年第6期)
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