腦洞大開，宇航員在太空中如何抵禦太陽輻射！

在「天宮二號」和神舟十一號成功對接之前，你要搜索以上的問題，得到的回答可能是「關你什麼事」、「想那麼多幹什麼」。但是，現在中國已經在太空中進行30天的中期駐留研究了，說不定各位熱愛科學知識的有為青年能有機會也去太空旅行，所以現在還是稍微了解一下相關的知識比較好。

太陽質子事件

面對瞬息萬變的太陽，最大的威脅來自於太陽質子事件。當太陽風暴發生時釋放的大量高能量帶電粒子中，總粒子數90%以上為質子，因此稱其為太陽質子事件。與太陽黑子一樣，太陽質子事件發生的頻率也是為期11年。太陽活動高年（黑子數較多的年份），太陽質子事件比較頻繁，甚至可達每年10多次（在太陽活動峰年附近）；而在太陽活動低谷年份則可能一次也不發生。

因為太陽質子事件發生的時間、持續時間和事件的強度都是隨機的，所以能夠準確預報事件發生的可能性較小。因此，當太陽爆發後，留給宇航員避難的時間可能只有短短的十幾分鐘。

太陽質子事件發生時，高能粒子到達航天器後，這些高能粒子流會穿透航天服和太空艙給航天員身體器官造成物理損傷。這些高能粒子主要通過兩種機制對人體的細胞組織造成損傷。一是直接造成生物活性大分子斷裂、脫落，導致直接損傷；二是與身體中大量的水分子發生作用，產生自由基，這些自由基進一步與生物分子發生化學反應，造成間接損傷。在低劑量輻照的情況下，高能粒子可能誘導人體細胞產生變異，變異細胞可以發生遺傳變化或導致癌變等嚴重後果；而高劑量的高能粒子輻射會引起皮膚、骨髓等器官的急性損傷（比如引起白內障），嚴重時甚至會危及生命。而太陽質子事件正是航天員在空間環境中面臨的最危險因素。

2003年10月的特大太陽質子事件發生時高能質子打在SOHO衛星的CCD上產生的白色斑點和線條

宇航員該如何應對？

當太陽質子事件發生時，太空艙已經遠遠不夠保護宇航員了，為了能夠降低特大太陽質子事件造成的輻射危險，因此宇航員要找個安全的空間「躲」起來。

「磚塊」防護

在航天器內建造一個小的輻射應急屏蔽室。屏蔽室的質量厚度可以大一些。例如之前「萬聖節太陽風暴」中，宇航員就是躲在這樣的「磚塊」防護中度過的。2003年10月18日至11月5日期間，日面上共爆發了11個Ⅹ級的大耀斑。太陽質子事件的峰值流達到29500pfu（Partical Flux Unit，表示探測器每秒、每球面度、每平方厘米上探測到的粒子數）。為防止輻射，美國國際空間站被迫關閉了價值十億美元的機械臂和飛船工作站。空間站內的工作人員臨時終止一切任務。當空間站位於高輻射區域（高磁緯度）內時，工作人員被安頓在空間站尾部的防護艙中躲避。空間站前後6次經過高輻射區域，工作人員總計在防護艙中躲避了20分鐘。這個防護艙是由羅斯設計建造的Zvezda模塊。Zvezda防護艙，是由超強聚乙烯材料做成的「磚塊」來武裝，它的特殊設計使其對高水平輻射具有最大的屏蔽作用。

Zvezda內壁由聚乙烯「磚塊」防護，白色部分防護較弱，藍色部分防護較強

「水牆」防護

還有一種防護方式，就是在艙壁內裝備上「水牆」。將裝滿水的水袋填充在艙壁內的六邊形框架中，保護艙內工作人員免受輻射的威脅。

由功能性水袋填充的艙壁

除了上述的方式外，天宮二號作為低地球軌道航天器，其運行高度在地球磁層的範圍內，因此會受到地球磁場這個天然屏障的保護。越靠近地球，高能粒子可以到達航天器的就越少。當可能遇到危險的太陽質子事件發生時，低軌航天器還可以變軌飛行，用降低軌道高度的方法有效地減小艙內劑量水平。不過當航天器運行到高緯度區域，磁場的屏蔽作用減小時，就需要及時躲避了。

經過以上的敘述，相信各位對於在太空旅行要面臨的高能粒子流威脅有了基本的防護知識，以後可以衝上太空時可以盡情地施展了。

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