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太空中也需要“天气预报”吗?一文了解“空间天气”

2022-04-24 12:52:31    来源:中国气象局

今天是4月24日,也是第七个中国航天日。从古至今,无论是敦煌飞天还是神舟十三号载人飞船,中国人民始终对寰宇保持好奇与探索。

今年航天日的主题是“航天点亮梦想”

1970年,我国成功将

第一颗人造地球卫星

——东方红一号送入太空

一曲悠扬的《东方红》在浩瀚太空奏响

宣告了中国进入航天时代

气象卫星与航天事业紧密相连

如今,我国气象卫星发展

一跃千里

从天气预报预警、百姓生活

到综合防灾减灾

风云气象卫星都发挥着重要作用

1、太空中也有“天气”吗

4月16日上午

神舟十三号载人飞船

返回舱在东风着陆场成功着陆

航天员回到阔别半年之久的地球

为中国最长一次太空载人飞行

画上了圆满句号

很多人不禁想问

生活在地面上的我们

已经习惯了阴晴雨雪等

天气的变化

但远在“九霄之外”

接近真空的宇宙空间里

也会有“天气”存在吗?

其实,太空中的天气并非

我们通常理解下的阴晴雨雪

这里的天气指的是“空间天气”

空间天气中的“风”是太阳风

“雨”则是来自太阳的带电粒子雨

什么是空间天气

空间天气的研究对象是地球表面20公里以上的空间领域,主要包括日地空间的太阳日冕、行星际、磁层、电离层和中高层大气等。我们目前大部分的航天、卫星、通信、导航活动都发生或依赖于这个空间领域。因此,灾害性的空间天气会对其产生直接的影响。

对于航天设备来说,航天器上的微电子元器件,最惧怕的就是高能粒子中能量更高的那一部分,这些高能粒子能够穿透电子元件,造成数据错误、电路功能混乱或计算机整机瘫痪,引发机器的异常或故障,甚至将其彻底摧毁。

而能量相对低一些的高能粒子,则可以在航天器内部的电路板、导线等位置产生电荷堆积,阻碍航天器的正常工作。

因此,在航天器发射和运行期间,对空间天气要素进行连续监测和预报,对可能发生的灾害性空间天气事件作出预警,会保障航天器及宇航员的安全。对于风云三号E星来说,它携带的我国第一台空间太阳望远镜,可实现对太阳日冕活动的观测,将有效增强空间天气的监测能力,为更准确预报空间天气提供数据支撑。

2、空间天气预警保障航天员安全

国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)作为国家级空间天气业务单位,会为航天器发射及在轨运行提供空间天气预报及影响评估服务,为载人航天任务提供出舱时间窗预报,避免航天员出舱活动时刚好遭遇严重的太阳高能粒子辐射,为航天员提供更高的出舱安全系数。

另外,碎片碰撞预警系统能够实时监测无数太空中高速飞行的碎片,为包括卫星在内的人造航天器安全运行提供保障。

2008年,神舟七号载人飞船指令长翟志刚成为我国第一位太空出舱的航天员,国家卫星气象中心结合空间天气环境准确预报出舱窗口时间。

2011年,神舟八号飞船与天宫一号实验舱首次进行太空交会对接,高空大气密度的变化尤为关键,国家卫星气象中心根据对接轨道环境,对窗口期前后时间段的空间天气做出准确研判,为任务的顺利完成提供了重要保障。

3、天气对航天器发射、返回很重要

对航天而言,运载火箭、发射场建设、气象保障条件等缺一不可。气象条件也是影响神舟十三号载人飞船返回舱安全着陆的重要因素,及时捕捉天气变化是确定返回窗口的重要基础。

东风着陆场地处我国第三大沙漠——巴丹吉林沙漠腹地。4月,大风沙尘天气多发,气候情况比较复杂,而风是影响飞船安全着陆的重要因素。能否准确预测风向、风速等气象要素是确保飞船准确返回着陆场预定区域的关键。

东风着陆场面积大、地形地貌复杂,气象预报综合研判难度较高。内蒙古自治区现场气象保障服务团队与酒泉卫星发射中心、中央气象台、自治区气象台、阿拉善盟气象台不间断开展联合天气会商,根据任务节点滚动制作发布着陆场逐日天气预报。

现场气象保障服务团队经过反复研判,得出结论:16日上午着陆场区气象条件满足返回舱返回要求,高空风、浅层风也满足飞船返回条件。

4月16日9时56分,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场安全降落,着陆场气象要素实测值与气象预报结论完全吻合。

标签: 空间天气 天气预报

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