預報空間天氣　護航太空漫步

大公報援引新華社報道：新增195台（套）監測設備，觀測能力覆蓋日地空間全圈層，將顯著提升中國空間天氣預報預警能力。21日，國家重大科技基礎設施──子午工程二期通過國家驗收，這個巨大的「監測網」，助力中國空間環境地基監測能力達到世界領先水平。

同日，神十九航天員乘組圓滿完成第三次出艙活動，航天員蔡旭哲的太空出艙次數累計達到5次，成為目前中國在艙外執行任務次數最多的航天員。這個閃耀在中國載人航天工程30多年來非凡征程上的新紀錄，背後有中國子午工程保駕護航。

什麼是空間天氣？為什麼要開展空間天氣研究？據介紹，太陽耀斑、日冕物質拋射等太陽活動引起的日地空間環境在短時間尺度上的變化，被稱為空間天氣。災害性的空間天氣會對衛星、通信、導航、電力系統等造成不良影響。太陽風暴會引起電離層擾動，干擾衛星通信，使車載導航的精度受到影響，人們在開車時跟着導航就有可能走錯路。

給地球戴上「太空護目鏡」

「日地空間是當前航天活動、空間開發利用的主要區域，被認為是陸海空環境之外，人類活動的『第四環境』。」中國科學院國家空間科學中心副主任李暉說，掌握日地空間環境特徵，揭示空間天氣變化過程及規律，既是科學研究前沿，也具有重要經濟社會價值。李暉形容，剛建成的子午工程二期，就像給地球戴上了「太空護目鏡」，其監測網更大、裝備更精密、觀測更清晰，能更早發現危險徵兆並發出警報。

據全國人大代表、「子午工程」二期工程總指揮王赤院士早前介紹，「子午工程」面向國家重大需求，為空間站等重大航天活動提供60餘次空間環境保障服務，為航天器發射返回、在軌運行和航天員出艙窗口規劃和決策提供了重要參考數據。

國家衛星氣象中心空間天氣技術研發室正高級工程師薛炳森曾表示，中國空間站位於400公里左右高度的軌道，要經歷嚴酷的空間環境，比如高真空、高能粒子輻射、從-100℃到100℃的高低溫交變等，這就需要準確的空間天氣預報，保護航天員的安全。

航天員出艙活動時間會經過嚴密計算與安排。「準確的空間天氣預報，將為航天員『太空漫步』保駕護航，不會讓其遭遇太陽質子事件。」薛炳森說，「地面系統時刻監視着太陽高能粒子的變化，一旦突破閾值就會緊急命令航天員返回艙內。」

預警太陽質子事件爆發和強度

國家衛星氣象中心（國家空間天氣監測預警中心）作為國家級空間天氣業務單位，為航天器發射及在軌運行提供空間天氣預報及影響評估服務，為載人航天任務提供出艙時間窗口預報，避免航天員出艙活動時剛好遭遇嚴重的太陽高能粒子輻射。

預報員根據太陽表面黑子的形態和演化特徵，能提前1至3天知曉太陽質子事件的爆發和強度，航天地面系統可以根據預報結果安排航天員出艙，提供更高的出艙安全系數。

空間天氣是什麼？

1957年人造衛星上天，人類進入空間時代。從此，人們開始意識到在陸地、海洋和大氣環境之外，還存在與人類生存發展息息相關的第四環境──空間環境。瞬時發生的爆發性太陽活動通常會引起空間環境的劇烈變化，影響地面和空間技術系統的運行和可靠性，人們稱之為空間天氣（Space Weather）。與普通天氣的「風雨雷電」類似，空間天氣也有多種表現形式，包括電磁場、等離子體、高能粒子等多種不同尺度、不同程度的擾動，可以說是太空中的「風雨雷電」

風

太陽每時每刻都在向外吹拂着等離子體，我們稱之為「太陽風」，平時，地球就浸泡在太陽風中。日冕物質拋射就像是源自太陽的「颶風」，它肆虐太陽系空間，會引起地球空間環境的劇烈擾動。

雨

空間天氣也會產生高能粒子「雨」。太陽爆發向外釋放大量的高能粒子，並衝擊地球空間。

雷

日冕物質拋射襲擊地球時，會引起地球磁層中帶電粒子的加速，產生高能電子暴；太陽活動對地球的衝擊也會引發空間電流的擾動，引起地面磁場的跳變，還會產生極光等現象，這些都是太空中的「雷電」現象。

航天員為什麼要看「天氣預報」？

防範帶電粒子

•航天器發射以及進入軌道運行的整個過程中，都易受帶電粒子的侵擾。其中能量相對較低的粒子，會在航天器內部電路板、元器件等位置產生電荷堆積，引發靜電擊穿效應；而能量高的粒子則能直接穿透航天器，轟擊內部器件，引發設備載荷發生異常或故障，甚至使儀器製造錯誤代碼造成指令異常。

躲避太空垃圾

•「太空垃圾」給航天活動帶來了極大的風險。空間碎片碰撞預警服務，能夠通過實時監測近兩萬枚直徑超過10厘米並高速運動的空間碎片，對可能發生的碰撞事件做出預警，為人造航天器在軌安全運行提供保障。

預警高能輻射

•充滿高能射線的輻射環境直接影響航天安全。比如，發生在1972年8月的太陽質子事件，經月面輻射儀器測量，當時的強度已經達到危及生命的級別，國際空間站曾多次出現宇航員眼底閃光事件，這是高能射電穿透艙壁撞擊人眼視神經導致的。因此，監測預報空間環境的輻射變化非常重要。

確保安全出艙

•根據空間天氣預報結果，結合神舟飛船飛行軌道參數，可以為航天員執行出艙任務提供時間窗口預報，避免航天員因太陽質子事件、輻射異常區等因素遭受過量輻射，提升出艙任務的安全系數。

資料來源：中國氣象局

（來源：大公報A3：要聞 2025/03/23）