起首,光速飛船是造不出來的,接近光速的亞光速飛船卻是可以。其次,若是亞光速飛船在太空中飛翔時直接撞上一粒沙子,這完全有可會導致飛船報廢,甚至完全摧毀飛船,成果取決于飛船的速度有多接近光速。
若是兩個物體的相對速度很快,當它們碰撞時,將會晤臨龐大的動能。正因為如斯,盡管在太空中飛翔的太空垃圾很小,但它們相對于某些航天器的相對速度極快,一旦發生碰撞,將會造當作嚴重的粉碎,所以太空垃圾對航天器存在著半斤八兩大的威脅。
同樣地,若是飛船以接近光速的極高速度相對于沙子活動,即便沙子很是小,但因為相對速度極快,沙子會對飛船造當作龐大的粉碎。按照狹義相對論,物體的動能Ek可由如下公式計較出來:
此中m0為物體的相對靜止質量,v為物體的相對速度,c為光速。
可以看到,即便m0很小,但只要v→c,則有Ek→+∞。舉個例子,假設一粒沙子的質量為1毫克,飛船的相對速度為光速的99.999943%,那么,對于飛船而言,沙子所具有的動能將會達到8.4×10^13焦耳,這個能量與一枚昔時投標的目的廣島的原槍彈(當量2萬噸TNT)爆炸半斤八兩。若是相對速度達到光速的99.999999999991%,沙子的動能將會高達2×10^17焦耳,這個能量與一枚沙皇炸彈(當量為5000萬噸TNT的氫彈)爆炸半斤八兩。
速度繼續增添,動能進一步增大,直至速度趨于光速,動能趨于無限大。是以,只要飛船相對于沙子的速度足夠快,沙子完全可以把飛船撞廢,甚至完全撞毀。也恰是因為速度趨于光速,動能趨于無限大,只要有質量的物體,無論有多小,它的速度就不成能達到光速。
固然太空中很是空曠,但因為亞光速飛船的速度極快,就必需考慮可能會與太空中的塵埃高速相撞所造當作的粉碎,所以需要在飛船的前方安裝可以或許清理失落障礙物的防護罩。
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