以現在的技術水平，高速飛行的宇宙飛船如果碰到一粒沙子是會報廢的。

我們知道，速度都是相對的，所以當飛行速度很高的宇宙飛船碰到靜止的沙子就相當于一顆沙子以相同的速度碰撞上了宇宙飛船，這樣的撞擊產生的能量是非常巨大的。

比如說現在鋼鐵做出來的飛機會非常害怕撞上飛行速度并不高的鳥類，就是因為兩者之間的相對速度實在是太大了，導致小小的一只鳥也會對飛機造成巨大的傷害。

事實上，對于現在的人類，太空垃圾對衛星造成的傷害已經是不可忽視的了。要知道，太空垃圾一般要以每秒7-8公里的速度高速運動，根據軌道傾角碰撞時的相對速度甚至可以達到每秒10公里以上，因此具有巨大的破壞力。下圖展示了一枚一厘米大小的碎片撞擊鋼板后產生的效果，由此可以看出來太空垃圾的可怕。

而隨著宇宙飛船速度的進一步的提高，除了要考慮高速帶來的巨大動能，還要考慮高速帶來的巨大的質量變化，下圖就是高速情況下物體質量發生的相對論效應，所以當沙子相對太空船以接近光速運動的時候【不允許完全達到光速】，那么沙子的質量可能就變得跟山一樣大了，這樣宇宙飛船如果直接跟這粒沙子相撞，再堅硬的材料也會受不了的。

所以有人非常悲觀，就是認為人類因為太空中存在的塵埃，所以不可能實現太空旅行——這些塵埃與飛船相撞會造成毀滅性的后果。

當然了，未來也許人們會通過蟲洞，或者給飛船加裝力場護盾這樣的方式來避免飛船在高速下與太空塵埃直接相撞，這些目前都還是科幻，我們只是盡可能的想象。

謝謝邀請！

光速飛船，宇宙飛行中碰到一粒沙子，會不會報廢？

【本文原創】

光速，顧名思義，就是光在宇宙中穿行的速度，約每秒鐘30萬公里。就目前人類而言，最快的戰機只有兩個音速(音速為每小時1231公里)，洲際巡航導彈速度有望達到20個音速，第1宇宙速度的運送火箭(脫離地球引力)每秒為7.8公里，第二宇宙速度(擺脫太陽系速度)每秒11.8公里，第三宇宙速度13.8公里可以漫游太空。而最近公布的銀河系黑洞的轉速只有光速的0.9(約每秒27萬公里)，這是目前人類發現物質運動除光速以外最快速度的宇宙天體。如果從現有人類自然的科學理論去分柝，人類不可能造出與光速同行的飛行器，即使從理論上突破了研制光速飛行器的界限，也不可能突破制造光速飛行器的材料科學技術。

現在我們就假設人類完全有能力制造光速飛船吧。但從黑洞運轉速度去分析發現，黑洞周圍的物質(包括光)都被0.9光速的黑洞所吞噬，如果人類制造的光速飛般傲游太空，會碰到什么情況呢？當飛船達到光速時，會不會也象黑洞一樣吸收周圍的所有物質呢？這種現象不只僅僅是碰到沙子那么簡單了，那時光速飛船所承受的碰擊都能從技術上及本身制造飛船的材料上一一化解嗎？

人類為了更好地生存，不斷地向宇宙探索，愿望是美好的，但不能超越自然規律的界限。當光速飛船在飛行過程中真正碰上了沙子，其后果可想而知，就像飛機碰上了飛鳥，而飛機的速度只有每秒0.684公里(以2個音速計算)，以每秒30萬公里的光速相比，真的是不可同日而語，其飛船與沙子相碰的結果必然是船毀人忘，煙飛灰滅，云消霧散。即使是不會碰上沙子，當光速飛船在宇宙的飛行中，心然合與太空中的分子、原子、電子、核子、量子等等及暗物質產生高強度的摩擦，在高速壓力下飛行致使物質密度產生變化加強，使周邊的溫度聚然升高而引起核裂變而爆炸消溶，其結果也是難以想象的。

如果真有那么一天，人類終于突破了上面所說的一切自然規律，造出能抗擊與沙子相碰的光速飛船也未可知，但本人的認識是，按現在人類對自然界科學技術的認知，人類要造出光速飛船是不可能的，更別說能抗沙子碰擊的光速飛航。究意更好的答案以何，讓行家去評說吧!

如果真能達到光速的話，別說撞上一粒沙子，就是撞上一顆原子，飛船也會瞬間被摧毀；不僅是飛船瞬間被摧毀，整個宇宙也會馬上被摧毀。因為要把任何東西加速到光速，都需要無限的能量，也就是說，如果這艘飛船真的已經達到光速了，它必然攜帶著無限的能量。雖然這種情況不可能出現，但不妨礙我們根據它來討論此后發生的事情。所謂無限，就是你能說出任何大的數字，無限都可以比它更大；如果宇宙是有限的，那么無限的能量撞擊它，當然會把它摧毀；如果宇宙是無限的，無限的能量撞擊它，真的沒有什么意義，就像你說我把兩個無限大相加會得到什么一樣。無限大并不是一個有效的可觀測的物理量，沒法參與計算。

高速飛行，甚至接近光速飛行的飛船，別說是碰到一粒沙子，碰到一個電子都可能直接報廢。

但，問題來了，真的這么容易撞到嗎？

1.速度差

我們都有這樣的體驗，相對速度，當一個物體速度越快，那么相對的，靜止的物體的相對速度就越快，許多交通事故也正是其中有一方的速度太快了。

但，當物體的移動速度達到光速級的時候，也就是移動速度已經達到0.1光速或以上級別的情況下，其它物體，從這個達到光速級的移動中物體視角來看：就幾乎進入準靜止狀態。

此外，宇宙空間巨大，小小的宇宙飛船在其航線中碰到宇宙垃圾、塵埃、星體的概率本身就很低了。

結合以上兩個原因，光速級飛船，在宇宙飛行中要碰到一粒沙子的概率太低了！、

2.光速級宇宙飛船的難度

曲率驅動飛船，是現在看到的關于光速級飛船概念，提及最頻繁的技術。

（代達羅斯飛船計劃藝術圖）

但，想象和真正實現，還隔著十萬八千里，人類在真正接近光速飛船級別科技的時候，類似于能量罩等規避風險的技術一定也已經掌握了。

綜上，光速飛船撞到沙子的概率太低，人類如果能研究出光速飛船，也一定早就研究出了抵御相關風險的技術了。

光速飛船，宇宙飛行中碰到一粒沙子，會不會報廢？

光速飛船在宇宙中是碰不得任何實體物質的，即使是一個太陽風中的高能質子，也相當于無窮大的能量，因此從理論上來看，純粹意義上的光速飛船是不存在的！因為在還沒到達光速之前就已經被塵埃所毀滅了！那么問題來了，高速飛行器撞到物體的能量到底有多大？有什么手段可以防止撞擊？有沒有什么方法能讓光速飛行器安然無恙？

一、高速撞擊的危害有多大？

這是一家戰斗機撞鳥的結果，戰斗機的正常巡航速度也就高亞音速，產生的撞擊力對雷達罩的復合材料制造的外殼將造成極為嚴重的破壞，當然也可以想象在超音速下撞擊的破壞會有多大，甚至高超音速下會如何！那么一粒沙子在極高速度下撞擊會有多大能量呢？

這是模擬地球的一個鋁球被一顆模擬小行星的質量體撞擊所產生的效果，這個破壞力將超出想象，而這速度僅僅是數千米每秒而已！如果在接近光速的情況下被一粒沙子所碰撞的，其實我們是可以計算一下的，以下為設定參數：

一粒沙子：取值約1毫克

飛船速度：99.999999%（飛船不可能達到光速，假定此為飛船速度）

那么相對速度后，沙子的質增效應將達到：

代入上述公式后計算得質增效應為7071倍，那么1毫克的沙子將達到7.071Kg的相對論質量，在根據動能公式計算它所攜帶的能量為：

EK=317754887087304039.55J

約合：75945240.7噸TNT，即：7600萬噸TNT的當量！

全世界測試過的威力最大的氫彈-“赫魯曉夫炸彈”的當量為5800萬噸，只相當于這粒沙子的76%而已！請問有什么裝甲能擋住如此威力的撞擊？

二、有什么手段能防御這種撞擊？

這是《太空旅客》中的飛船在抵御宇宙中微隕石撞擊的力場，可以看到撞擊在力場上釋放的能量！但它抵御的撞擊并不能無限擴大，超過一定范圍就會產生極為驗證的后果！

撞擊導致了飛船損壞，并且隨機喚醒了星爵同志，然后星爵覺得無聊，找了美女大表姐....抱歉跑題了哈！但至少能夠形象的說明，力場并不能無限制保護飛船，達到光速后的撞擊的沙粒能量將趨向于無窮大，因此力場并不能完全保護光速飛船！

三、有什么方法可以保護光速飛船？

也許沒有任何方法保護光速飛船，必須要從發動機體制來考慮防御方式，因為在空間中移動速度達到光速的物體沒有任何力量可以保護，但假如移動的是空間的話，就似乎是另一回事情了

也許用移動空間的方式可以完美解決這個問題，因為空間會很自然的將前方的障礙物從空間曲率的周圍分離，處在曲率空間泡內的飛船會得到完美保護，并且飛船并沒有相對它所處的空間移動！移動的只是外部包裹飛船的空間而已！

當然后兩種方式我們甚至都沒有理論基礎，也不確定未來是否能實現，但隨著未來的飛船速度越來越高，可能如何防護飛船真的需要提上日程，否則蒙著眼睛在宇宙中趕路，哪天被一粒隕石終結也是很正常的事情！

首先，光速飛船是造不出來的，接近光速的亞光速飛船倒是可以。其次，如果亞光速飛船在太空中飛行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，結果取決于飛船的速度有多接近光速。

如果兩個物體的相對速度很快，當它們碰撞時，將會面臨巨大的動能。正因為如此，盡管在太空中飛行的太空垃圾很小，但它們相對于某些航天器的相對速度極快，一旦發生碰撞，將會造成嚴重的破壞，所以太空垃圾對航天器存在著相當大的威脅。

同樣地，如果飛船以接近光速的極高速度相對于沙子運動，即便沙子非常小，但由于相對速度極快，沙子會對飛船造成巨大的破壞。根據狹義相對論，物體的動能Ek可由如下公式計算出來：

其中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，這個能量與一枚當年投向廣島的原子彈（當量2萬噸TNT）爆炸相當。如果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）爆炸相當。

速度繼續增加，動能進一步增大，直至速度趨于光速，動能趨于無限大。因此，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。也正是由于速度趨于光速，動能趨于無限大，只要有質量的物體，無論有多小，它的速度就不可能達到光速。

雖然太空中非常空曠，但由于亞光速飛船的速度極快，就必須考慮可能會與太空中的塵埃高速相撞所造成的破壞，所以需要在飛船的前方安裝能夠清理掉障礙物的防護罩。

由于速度是相對的，理論上分析，別說是碰到一粒沙子了，就算是碰到一個電子，飛船也會因此報廢！因為光速飛行的任何物體都具有無窮大的動能，碰撞的瞬間足以毀滅任何物體！

而愛因斯坦的相對論早就告訴我們，任何物體都達不到光速，只能盡可能的接近光速，這里的物體當然是指攜帶能量或信息的物體！

所以，無論如何光速飛船是不存在的。不過即使90%光速飛行的飛船撞上宇宙垃圾后果也是很嚴重的，同時理論上光速能達到90%光速同樣需要超乎尋常的能量！

不過宇宙中絕大部分地方都是近乎真空地帶，真空所占的比例是絕對統治地位的。所以理論上我們無需考慮會撞上什么東西，而且人類目前發射的任何探測器從來沒有考慮過會撞上什么東西，事實上即使刻意想撞也很難撞上！

不過話說過來，如果將來某天人類能以亞光速飛行，比如90%光速，大概率人類早就可以擁有避免撞上宇宙垃圾的科技了，因為表面上看人類進步的是速度，但其實是全方位的進步，速度的進步意味著能源推進系統的革新，而能源是人類文明發展的推動力！

光速飛船，宇宙飛行中碰到一粒沙子，會不會報廢？

隨著科學技術水平的不斷提升，以及天文觀測技術的飛速發展，我們能夠看到宇宙的區域范圍越來越大，那些來自幾十上百億光年之外恒星所發出的信息，都可以被我們的大型天文望遠鏡捕捉到。然而，相對于天文觀測的空間尺度，我們通過發射航天器實地進行觀測的范圍實在是過于渺小，即使是50年前發射的旅行者1號和2號探測器，在完成對太陽系邊緣行星的探測任務之后，也只能依靠殘余的能源以及慣性，緩慢地向太陽系外圍行進，但是相對于地球的運動速度來說，也僅僅是幾十公里每秒，這與光速每秒30萬公里相比實在是“龜速”，想要離開太陽系的有效引力范圍，到少還得需要幾萬年的時間。所以，對于高速飛船特別是亞光速飛船的渴望，已經成為人類有效提升深空探測能力的重要目標。

愛因斯坦在提出狹義相對論時，明確了兩個基本假設，一個是相對性原理，即各種物理定律在所有慣性參照系中具有相同的表達形式；二是光速不變原理，光線在真空中的速度，不因參照系的變換而發生改變。在狹義相對論體系下，任何物質的運動，都會成為改變時間和空間的重要因素。對于兩個物體的相對運動來說，在經典力學框架下的相對運動速度，是兩個物體的速度矢量疊加；但是對超高速運動的物體來說，就必須要運用洛侖茲變換來進行推導，從而求出狹義相對論體系下的相對運動速度，表達式為：v=(v’+u)/(1+v’*u/c^2)，通過這個表達式我們可以看出，兩個物體的運動速度無論怎么快，其相對運動速度永遠也不可能超過光速，只能無限接近光速，即使兩條相向而行的光線，其相對速度也只能是光速值。

在這里還需要明確一個由狹義相對論推導出來的結論，那就是物體的運動速度與運動質量之間的關系。如果一個物體的靜止質量為m0，當以速度v進行運動時，其運動質量與靜止質量的關系表達式為：m=m0/(v^2/c^2)^(1/2)，說明物體的運動速度越快，則運動質量就越大，當運動速度達到光速時，其運動質量就會趨向于無窮大。由于光束中的光子靜止質量為0，所以它的運動速度可以達到光速這個最大值。但凡物體擁有一點靜止質量，那么它在加速到速度很高時，其運動質量就會顯著提升，按照質能方程，則所需要輸入的能量值為（m-m0）*c^2，如果要達到光速，則這個能量輸入就會無窮大，顯然是不可能實現的。因此，即使質量非常微小的中微子，科學家們監測到它的運動速度也略低于光速。

按照上面的分析，我們可以得出這樣的結論，那就是光速飛船或許永遠制造不出來，因為飛船勢必存在著靜止質量，如果要將它加速到光速，就是把宇宙中所有的恒星能量都收集起來也不夠用，所以人類對于航天器速度的突破，今后也只能是達到亞光速的級別。比如，如果將飛船的速度提升到光速的99%，則到達1光年之外的區域，從飛船本身來看所需要的時間為0.14年；如果將速度提升到光速的99.9%，則到達1光年區域所需要的時間僅為16天左右。

那么，問題來了，即使在亞光速狀態下，按照運動的相對性，飛船相對于宇宙中的星際塵埃來說運動速度是亞光速，反過來從飛船上看宇宙塵埃相對于飛船的速度也是亞光速，如果飛船在行進的過程中，撞到這樣的星際塵埃或者一粒沙子，飛船到底會怎么樣？

大家都可能看到過，有的飛機在升降過程中會撞到小鳥，在平均幾百米每秒的起降速度下，小鳥就能夠將飛機的玻璃窗或者機體撞出明顯的損傷。那么飛船在亞光速（以99%光速計）的狀態下，一粒沙子（重量為1毫克）相對于飛船的運行速度也為99%光速，那么這粒沙子所擁有的靜動能E0＝1/2*m0*v^2=4.4*10^10焦耳，而相對論體系下的運動動能E’=1/2*m*v^2=1/2*m0*v^2/(1-(v/c)^2)^(1/2)=2.2*10^12焦耳，相當于約50萬噸TNT爆炸所釋放的能量，約等于幾十顆“小男孩”原子彈同時爆炸產出的破壞力，試想飛船能抵擋得住 嗎？即使飛船沒有被沙子所摧毀，只是“貫穿”過去，那么對于飛船的穩定運行也將起到嚴重的影響。

同時，在亞光速飛行的過程中，即使不遇到沙子或者星際塵埃，在高速行進的過程中，飛船的船體表面與稀薄的星際氣體之間也會產生強烈的摩擦效應，有可能使船體表面的溫度突破5000攝氏度，這個溫度也已經超過了地球上所有材料的耐受極限，因此想達到亞光速飛行的目的，從目前來看，不但是燃料效應跟不上、發動機技術跟不上，就連建造材料也滿足不了需求。

除非今后科技水平發展到一定程度，可以研制出曲率飛船，這樣的話就可以跳過直接驅動船體本身加速的階段，而是借助于使船體周圍空間產生一定程度的彎曲，從而推動飛船在彎曲的空間里自主地移動，這樣不但可以解決為飛船本身進行能源供給的問題，而且飛船在與周圍空間整體移動時，也避免了與星際塵埃碰撞損壞的威脅。但是，這種曲率飛船目前還只停留在猜想階段，距離可靠理論的確立和實驗的實施相差得何止十萬八千里。

外星飛碟就是很好的飛船范例了，其它方式的飛船都不適合超光速飛行。觀察飛碟外沿是有巖石粉沫的，蒸汽和霧水流淌的一條條，看起來會有很臟的感覺。飛船的堅韌度必須要達標，又不應該太重，應該是鑄造的特種合金。關健在于飛碟外殼有特殊光線高速旋轉保護，也許還會有飛行動力源包含在其中。具體這種光的實質是什么，沒人能說得清楚。哪怕撞到巨大的巖石，碟狀旋轉的方式，也會迅速的彈起而改變飛行方向。區區的幾粒砂子算什么！

不會的！有能量防護罩！