光速飞船,宇宙飞行中碰到一粒沙子,会不会报废?
首先,光速飞船是造不出来的,接近光速的亚光速飞船倒是可以。其次,如果亚光速飞船在太空中飞行时直接撞上一粒沙子,这完全有可会导致飞船报废,甚至完全摧毁飞船,结果取决于飞船的速度有多接近光速。如果两个物体的相对速度很快,当它们碰撞时,将会面临巨大的动能。正因为如此,尽管在太空中飞行的太空垃圾很小,但它们相对于某些航天器的相对速度极快,一旦发生碰撞,将会造成严重的破坏,
所以太空垃圾对航天器存在着相当大的威胁。太空垃圾撞击航天器同样地,如果飞船以接近光速的极高速度相对于沙子运动,即便沙子非常小,但由于相对速度极快,沙子会对飞船造成巨大的破坏。速度继续增加,动能进一步增大,直至速度趋于光速,动能趋于无限大。因此,只要飞船相对于沙子的速度足够快,沙子完全可以把飞船撞废,甚至完全撞毁。
也正是由于速度趋于光速,动能趋于无限大,只要有质量的物体,无论有多小,它的速度就不可能达到光速。虽然太空中非常空旷,但由于亚光速飞船的速度极快,就必须考虑可能会与太空中的尘埃高速相撞所造成的破坏,所以需要在飞船的前方安装能够清理掉障碍物的防护罩。
这个能量与一枚当年投向广岛的原子弹(当量2万吨TNT)爆炸相当。如果相对速度达到光速的99.999999999991%,沙子的动能将会高达2×10^17焦耳,这个能量与一枚沙皇炸弹(当量为5000万吨TNT的氢弹)爆炸相当。