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前言

北京時(shí)間1月20日凌晨，太陽活動區(qū)14341突然爆發(fā)X1.9級耀斑，這是今年全球首次出現(xiàn)的X級大耀斑，也是自2003年以來最強(qiáng)的一次太陽輻射風(fēng)暴。

伴隨耀斑而來的日冕物質(zhì)拋射（CME）以每秒1200千米的高速奔襲地球，僅用24小時(shí)就抵達(dá)目標(biāo)，從1月20日2時(shí)起，地球陷入持續(xù)地磁暴困擾，截至目前為止，這場來自太陽的“太空擾動”仍在繼續(xù)。

6小時(shí)特大地磁暴

磁暴帶來了意外驚喜，我國高緯度地區(qū)迎來罕見極光盛宴，1月20日凌晨黑龍江大興安嶺漠河市北極村上空，綠色與紅色極光交織舞動，在冰雪覆蓋的天地間勾勒出夢幻光影。

北半球極光圖顯示，此次極光覆蓋緯度較往常更低，澳大利亞部分地區(qū)也同步觀測到南極光，1月20日夜間月光干擾微弱，我國北方地區(qū)仍有機(jī)會觀測到紅綠復(fù)合極光，疊加冰雪季的銀裝素裹，觀測條件堪稱絕佳。

國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心首席預(yù)報(bào)員陳安芹稱，太陽活動呈11年周期，當(dāng)下處于第25個(gè)周期，2024年10月左右達(dá)峰后雖漸弱，但能量釋放有波動，衰減期亦可能爆發(fā)強(qiáng)耀斑。

此次爆發(fā)的X1.9級耀斑，為太陽耀斑最高等級，爆發(fā)區(qū)域正對著地球，伴隨的全暈日冕物質(zhì)拋射攜裹巨量能量，觸發(fā)持續(xù)強(qiáng)地磁擾動，其強(qiáng)度在有記錄以來位居前列。

國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心高級工程師韓大洋明確指出，對地面公眾來說，地磁暴影響微乎其微，地磁暴引發(fā)的磁場變化極為微弱，不會威脅人體健康，公眾無需進(jìn)行專門防護(hù)。

唯一受影響的是部分動物，比如依賴地磁導(dǎo)航的信鴿，專家建議地磁暴期間避免司放，防止其迷失方向，但對近地軌道航天器來說，這場磁暴堪稱“致命考驗(yàn)”，美國星鏈衛(wèi)星的批量墜落就是最直觀的案例。

數(shù)據(jù)顯示，星鏈衛(wèi)星自2019年開始部署，設(shè)計(jì)壽命約5年，可2020年就出現(xiàn)首批墜落，且數(shù)量逐年遞增，累計(jì)已有上千顆星鏈衛(wèi)星提前隕落，平均每15顆就有1顆提前“退役”，罪魁禍?zhǔn)渍穷l繁爆發(fā)的太陽活動。

航天員怎樣應(yīng)對

核心緣由是大氣膨脹致使阻力激增，太陽活動爆發(fā)釋放巨量能量，被地球高層大氣吸納，使大氣受熱朝外太空擴(kuò)散，進(jìn)而造成近地軌道空氣密度顯著上升。

星鏈衛(wèi)星多運(yùn)行在低軌道，空氣阻力驟增后速度快速衰減，軌道高度持續(xù)下降，最終無法維持在軌狀態(tài)，提前墜入大氣層燒毀。

理論而言，這種影響于體積更為龐大的中國空間站而言會更顯著，空間站在約四百公里的近地軌道運(yùn)行，“迎風(fēng)面”更為廣闊，所受空氣阻力也遠(yuǎn)甚于普通衛(wèi)星。

當(dāng)前三名航天員正于中國空間站執(zhí)行任務(wù)，有人擔(dān)憂空間站會重蹈星鏈衛(wèi)星覆轍，答案顯然是否定的，我國為空間站配備了完備的“軌道維持系統(tǒng)”，足以從容應(yīng)對地磁暴挑戰(zhàn)。

空間站搭載了霍爾推進(jìn)器與化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)，地面監(jiān)測團(tuán)隊(duì)會實(shí)時(shí)追蹤軌道高度變化，當(dāng)高度下降到臨界值時(shí)，便啟動發(fā)動機(jī)加速，精準(zhǔn)抬升軌道，抵消空氣阻力的影響。

同時(shí)天舟貨運(yùn)飛船會定期為空間站補(bǔ)給推進(jìn)劑，確保變軌所需燃料充足，這也是空間站能長期穩(wěn)定運(yùn)行十幾年的關(guān)鍵。

除了軌道維持，輻射防護(hù)與應(yīng)急預(yù)警也層層到位，空間站艙壁采用聚乙烯與鋁鎂合金復(fù)合屏蔽材料，可阻擋90%以上的高能粒子輻射。

當(dāng)?shù)卮疟┮l(fā)強(qiáng)輻射威脅時(shí)，航天員會進(jìn)入核心艙輻射安全區(qū)，借助設(shè)備布局與水儲備進(jìn)一步增強(qiáng)屏蔽效果，將輻射劑量降低50%以上。

此外我國通過風(fēng)云三號E星、羲和號衛(wèi)星及日地L1點(diǎn)的“哨兵”衛(wèi)星，構(gòu)建起全方位監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，提前12-48小時(shí)發(fā)布太陽活動預(yù)警，航天員會暫停艙外活動，關(guān)閉非必要電子設(shè)備，規(guī)避系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn)。

神舟二十號順利返回

值得一提的是，就在此次耀斑爆發(fā)前一天，神舟二十號飛船已順利完成返航任務(wù)，這艘去年4月24日發(fā)射的飛船，原計(jì)劃11月5日返回。

因返回艙舷窗玻璃疑似被空間微小顆粒撞擊受損，推遲至1月19日在東風(fēng)著陸場安全著陸，在軌飛行時(shí)長達(dá)到270天。

受舷窗受損影響，飛船未搭載航天員，僅滿載貨物返航，帶回了一套約130公斤的艙外航天服，全程未出現(xiàn)安全問題。

或許有人會問，飛船為何非要用看似脆弱的玻璃做舷窗，其實(shí)舷窗是飛船不可或缺的關(guān)鍵部件，并非普通玻璃，而是采用高強(qiáng)度石英玻璃制成，兼具透光性與抗沖擊性。

在發(fā)射逃逸、返航著陸等關(guān)鍵階段，航天員需憑借舷窗洞察外界環(huán)境，以判明安全風(fēng)險(xiǎn)，舷窗功能獨(dú)特且至關(guān)重要，其作用是任何堅(jiān)硬金屬材料都無法替代的。

地磁暴帶來的影響不止于航天器，中國氣象局提示，此次磁暴會干擾電離層環(huán)境，導(dǎo)致我國大部分地區(qū)短波通信、導(dǎo)航定位精度下降，手機(jī)與衛(wèi)星電視信號質(zhì)量可能受輕微影響，但對日常使用無明顯干擾。

強(qiáng)地磁暴可能增加輸電線路電流負(fù)荷，極端情況下或損壞變壓器引發(fā)停電，相關(guān)部門已加強(qiáng)電網(wǎng)監(jiān)測，做好應(yīng)急準(zhǔn)備，展望未來三天，中國氣象局預(yù)測太陽活動水平維持中等，仍有可能爆發(fā)M級以上耀斑。

受冕洞和日冕物質(zhì)拋射共同影響，1月21日可能出現(xiàn)小地磁暴，22日地磁活動趨于平靜到活躍，電離層擾動仍可能持續(xù)，監(jiān)測預(yù)警中心會持續(xù)追蹤太陽動態(tài)，及時(shí)更新預(yù)警信息。

結(jié)語

這場太陽風(fēng)暴，既是大自然饋贈的極光美景，也是對人類航天技術(shù)的實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)，星鏈衛(wèi)星的批量墜落與中國空間站的穩(wěn)定運(yùn)行形成鮮明對比，背后是航天防護(hù)體系的差距。

隨著第25個(gè)太陽活動周期的持續(xù)推進(jìn)，強(qiáng)太陽活動仍可能出現(xiàn)，但我國完善的監(jiān)測、預(yù)警與防護(hù)機(jī)制，正為航天員在軌安全和航天事業(yè)發(fā)展筑牢安全屏障。