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宇宙空间确实很空旷。即使像小行星带这样物质相对密集的地方，如果你驾驶飞船飞过去，看到一块小石头的概率都几乎等于零。
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How NASA is Eliminating the Asteroid Threat然而，对于高速飞船（速度高于0.1倍光速）来说，星际物质（interstellar medium）的撞击却是一个很现实的问题。事实上，在对未来高速星际飞行的设想中，这始终是一个不容忽视的问题。不过，科幻小说却很少自找麻烦去考虑这个细节。
无论是在太阳系内部还是星际空间，都充斥着星际物质，主要包括 尘埃 和 气体 。它们以不同的方式对高速星际飞船造成危害。
先来看看 尘埃 造成的问题。
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Cosmic dust在过去的1千多万年里，太阳系运行在一个星际物质的空洞中。这个空洞是由一颗超新星爆炸形成的，形状不规则，长达300光年。在这个空洞中，每立方米大约有10^-6颗尘埃，每颗尘埃平均质量约10^-17千克，长度大多数在0.1微米以下。而在空洞外面，尘埃和气体的密度都要大得多。我们先用空洞中的尘埃密度来大致估算一次星际旅行会撞上多少颗尘埃。
假设飞船的横截面积是100平方米，进行一次到比邻星的往返飞行，航程约10光年，那么飞船会撞击到的尘埃数量大约是8.6 x 10^12颗。这样的微型尘埃，即使考虑到高速撞击的相对论效应，携带的动能也十分有限，所以单颗尘埃的撞击不会对飞船造成严重伤害。但是，大量撞击的累加效果对船体的侵蚀效果是不容忽视的。如果飞船采用面积巨大（超过1平方公里）的太阳帆作为动力，破坏效果就更明显了。
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Solar sail更加值得重视的是大号的尘埃（比如100微米以上）。如果飞船速度达到0.3倍光速，一颗这样的尘埃携带的动能相当于一个以时速100公里运行的火车头（100吨）。这颗尘埃可以毫不费劲的穿透飞船，蒸发掉撞击路径上的一切物质，对飞船造成致命伤害。
这样的尘埃的密度大约是每立方米会有10^-17颗。在上面的例子中，这样的撞击会发生大约400次。
在飞船的前方安装一个防护盾是一个常见的思路。但是要抵挡这样的高能撞击，对防护盾的强度和厚度都有很高的要求。这样的护盾也是一个巨大的负载，大大增加了飞船对燃料的需求。
这是一个比较保守的估计。高速飞船的航程肯定不会局限在离我们最近的比邻星，对于上千光年的航程来说，0.3倍光速也是一个比较低的速度。所以，危险程度会成倍的增加。
星际空间的 气体 以氢为主，还有少量的氦和更少的重元素。所以我们这里主要讨论氢带来的问题。在星际空间中，平均密度是每立方米1.8个氢原子。我们知道，一个氢原子包含一个质子和一个电子。在和飞船高速撞击的瞬间，氢原子会离子化——质子和电子会分离，形成质子束和电子束，穿透船体，直接对飞船内的人体和电子仪器形成辐射伤害。
然而，这个效果只有在比较高的速度下才会出现。比如，如果飞船速度达到0.9倍光速，质子流产生的辐射量可以达到每秒79西弗，这远远超过了致命的辐射量（6西弗）。同时，质子和飞船的相互作用也会产生大量的热，足以在很短的时间内让人体的温度上升到沸点。所以，如果飞船以这个速度飞行，乘员会在几秒钟内死得干干净净。
由于质子和电子都是带电粒子，所以很容易想到的一个办法就是用磁场偏转来保护飞船。为了有效的保护飞船，磁场范围需要大大超过飞船的范围。然而，在飞船上制造一个足够强度的磁场难度也很高。首先，产生高强度磁场的设备是一个巨大的负载；其次，磁场不能覆盖飞船内部，以免对飞船内的电子仪器产生影响；我们还必须避免粒子从磁场边缘折返，进入飞船；最后，目前还没有能够产生这种磁场的技术。
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CERN is Creating the Spaceship Shields of the Future幸运的是，如果速度较低，辐射影响就不大了。比如，如果飞船速度在0.5倍光速以下，辐射可以忽略不计。但是这个速度限制对上千光年的远航是一个巨大的障碍。另外，接近光速的飞行的一个好处是，飞船上的相对论时间膨胀效果可以节约乘员很多时间，让他们可以在有生之年跨越巨大的距离。然而，在0.5倍光速下，时间膨胀只有15%的效果，这个好处几乎就没有了。
