电浆泡泡

星际旅行的新法宝-电浆泡泡

想参加星际旅行，却害怕宇宙射线对身体造成伤害吗?科学家提出新构想-电浆泡泡，先将电浆形成电流，并利用此电流产生的磁场将宇宙射线偏折。若这个构想可行，未来太空船外笨重的宇宙射线保护壳将被轻薄的电浆泡泡所取代。

於人类长期的太空旅行中，宇宙射线所造成的健康问题为最重要的安全考量。可能的健康风险包括癌症、白内障、遗传疾病、中枢神经系统的损害等。太空中主要的辐射源包括银河宇宙射线 (galactic cosmic rays, GCR)，太阳粒子及困在地球磁场中的质子、电子等。当生物长期曝晒於宇宙射线中，射线之高能粒子轰击细胞中DNA，可能造成DNA盐基键结的断裂或其他无法修补之损毁，导致DNA瓦解或突变。

早期太空人的任务 (如太空梭或国际太空站) 多於地球附近活动，受到地球磁场之保护，高能粒子对太空人的伤害小。近年来太空任务复杂，旅程越来越远，地球磁场对太空人的保护减少，为了避免宇宙射线对太空人造成致命的危害，科学家们发展出许多高能粒子的遮蔽方法，包括磁遮蔽法、静电遮蔽法及高强度复合材料遮蔽法等。磁遮蔽法是利用高能带电粒子进入磁场区时，其运动轨道受到磁力之影响而弯曲转向，避免保护区受到粒子直接攻击，如地球磁场即利用磁遮蔽法遮蔽了外太空的高能粒子;产生磁场的材料性质为发展此方法的主要限制。静电遮蔽法则是施加正电荷於飞行器外壳以维持高电位，此法对高能原子核之排斥有极好的效果; 而快速的放电为高电位飞行器的主要缺点。最常见的遮蔽方法系利用特殊复合材料制成的外壳吸收高能粒子，其缺点为重量过重!

华盛顿大学的科学家Slough提出利用电浆环绕太空船周围以遮蔽宇宙射线的概念，并获得NASA补助探讨此方法的可行性。简而言之，此方法建议於太空船安装一高电压设备，将氢解离成电浆後，向太空船喷出，围绕太空船。於此电浆云外再包围一层通电导线网，目的是在电浆中产生电流，并协助局限太空船周围的电浆。由电浆中电流所产生的磁场 (plasma magnetic field)，如同前文所提及之磁遮蔽法，可遮蔽宇宙射线中的高能粒子，使其转向。

电浆云越大，其对宇宙射线的遮蔽效果越好，但亦需要越大、越重之导线网。究竟多大的电浆云，能同时有效的遮蔽高能粒子，又能减少太空船重量之负载?经过估计，约100公尺宽的电浆云即可符合所需。此外，此导线网必须由超导材料制成，而适合的超导材料也已经商业化，取得容易。

未来的太空船可能以电浆为推进燃料，如此一来，被抛弃的电浆即可被重复利用，产生大尺度电流，进而产生磁场 (plasma magnetic field)，遮蔽致命的太空射线。正如Slough所云: 你的抛弃物保护了你。