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1482块边长3厘米的小磁铁,拼成一面约1平方米的墙,总重不到300公斤。按一篇

1482块边长3厘米的小磁铁,拼成一面约1平方米的墙,总重不到300公斤。按一篇新论文的计算,把它装上飞船,就能替宇航员挡掉一部分太阳风暴。

这些磁铁一点都不神秘,就是钕铁硼永磁体,耳机、硬盘、电动车电机里用的同一种材料。方案来自意大利和德国的一支联合研究团队,第一作者是瓦莱里奥·帕里西,论文眼下还是预印本,尚未经同行评议。

他们盯上的,是深空载人航天绕不开的一道坎:辐射。

出了地球磁场的保护圈,太空里的辐射主要有两路。一路叫太阳粒子事件,说白了就是太阳发脾气,朝飞船方向猛泼一大股质子,来得急,打得狠。另一路是银河宇宙线,来自太阳系外,能量极高,穿透力极强,四面八方常年不断。

这两路东西对人都毫不客气。哪怕单次剂量不高,长年累月照下来,也可能损伤中枢神经,甚至诱发癌症。

最老实的防法是堆材料:铝板、聚乙烯,或者干脆用水。水反正要带着(人要喝),兼职当屏蔽层正合适。问题出在重量上,要扛住一场像样的太阳风暴,需要的材料可能重达几十吨,而火箭每多运1公斤上天,就要多烧掉好多倍的燃料。这笔账算下来贵得离谱。

另一条路是学地球,用磁场把带电粒子推开。超导磁体能给飞船罩上一层磁场,强度最高可达1特斯拉,跟医院核磁共振仪一个量级。但超导有个死穴:磁体必须泡在极低温里,制冷机和磁体本身都得一直通着电。电一断,磁场瞬间消失,全船在辐射里裸奔。

而掐断供电的元凶,可能恰好就是一颗宇宙线,打翻了控制电路里的某个晶体管。防辐射的盾牌,被辐射本身放倒了。

帕里西团队想找条中间路线。永磁体不用电,不用制冷,结构皮实,磁场天生自带,谁也关不掉。他们用数学模型算了算:让一束质子迎面打向那面磁铁墙,模拟一场太阳风暴,看磁场能推开多少质子。

答案是大约20%,至少在他们模拟计算的能量范围内是这样。

这20%里藏着门道。磁场推得动的,基本都是跑得慢的质子;能量高的几乎不拐弯,直接穿过磁场防护区域飞向飞船。整面磁铁墙其实是一只筛子,专拦慢的,放过快的。

更大的短板在银河宇宙线。这面墙的磁场方向性很强,挡迎面泼来的质子还凑合,对四面八方漫射进来的宇宙线几乎无能为力。而宇宙线恰恰是深空旅途中那份躲不掉的常年剂量。

还有一个意想不到的坑:质子砸进磁铁本身,可能撞出中子、伽马射线之类的二次辐射。挨几下伽马射线不会把宇航员变成绿巨人浩克,但谁要是恰好站错了位置,确实会多吃一份剂量。

磁铁自己也会老。钕磁体常年累月会缓慢退磁,防护力一年年往下掉。

毛病列了一堆,研究团队还是觉得这条路值得走:有防护总比没有强。永磁体多半不会单独扛下全部任务,更可能的位置是混合方案里的一环,跟水层、超导磁体搭配着用。它最大的本钱是可靠,哪怕全船断电,这道磁场也还在。

下一步,团队打算用更精细的模拟,看看这面墙在粒子四面八方乱飞的真实环境里到底顶不顶用。毕竟深空的路一走就是几个月甚至几年,宇航员能少挨一点辐射,是一点。

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图为猎户座飞船,未来它的周围或许能罩上一层保护性磁场,图源:NASA

信源:Tomaswick, Andy. "Could permanent magnets protect astronauts from solar storms?." phys.org, 11 July 2026