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在科幻小说中，对太空旅行者最严重的威胁是大型物体：横冲直撞的小行星、贪婪的生物、帝国战列巡洋舰。然而，在现实中，对太空中的人类来说，最可怕的威胁是微小的：快速移动的基本粒子，称为宇宙射线。在长途旅行中，它们会给宇航员带来足以致癌的辐射剂量。与大多数探索深空的其他挑战不同，工程师应该能够在给予足够的时间和金钱的情况下解决这些挑战，宇宙射线构成了不可减少的风险，而处理它们涉及根本的权衡。它们可能是访问火星的障碍。
在实验室中，宇宙射线最初表现为一种轻微的烦恼。物理学家注意到带电体不会保持带电状态时，它们被发现了；它们的电荷通过空气缓慢泄漏。必定有什么东西在电离空气，使其能够导电。许多研究人员将此归咎于脚下土壤和岩石的环境放射性。奥地利物理学家维克托·赫斯在 1912 年乘坐气球升空，表明他升得越高，验电器上的电荷泄漏得越快，从而解决了这个问题。因此，电离空气的原因是来自太空的神秘事物——因此得名“宇宙射线”。