专栏名称: 璀璨科学
科学的奥妙,值得探索,值得学习,值得分享。
目录
相关文章推荐
sven_shi  ·  我回答了 @归零者吖 ... ·  5 天前  
学习强国  ·  微信新功能上线! ·  1 周前  
学习强国  ·  微信新功能上线! ·  1 周前  
51好读  ›  专栏  ›  璀璨科学

严重地磁暴警报!神舟十八号即将返航,神舟十九号蓄势待发,有影响吗

璀璨科学  · 公众号  · 科技自媒体  · 2024-10-11 23:09

正文

这几天太阳活动太频繁了,北京时间10808时至101008时,太阳在这短短2天时间内就先后发生了5次明显的爆发活动,其中在1080312分左右爆发了一次X2.1级耀斑,在1090956爆发了一次X1.8级耀斑,这两次太阳耀斑都达到了大耀斑等级。


在太阳活动的影响下,地磁暴现象可能会爆发,其中1010日晚间到11日晚间可能出现大地磁暴,如果没有爆发新的太阳活动,1012日可能会出现小到中等地磁暴,随后逐渐恢复平静。

1010日,美国国家海洋和大气管理局发布了严重地磁暴(G4级)警报。他们表示,在108发生的日冕物质抛射,释放出的大量高能带电粒子在美国东部时间10日上午11时许以大约每小时240万公里的速度抵达地球,并引发达到G4级(严重)的地磁暴,强度甚至可能会达到G5级(极强)。

在太阳耀斑、地磁暴现象的影响下,我国北部有一些地区可能会出现绚丽的极光现象,有一些区域可能会有红绿复合极光。一般情况下,极光只是出现高纬度的极地地区,低纬度地区是很少看得到极光现象的,但是在地磁暴现象爆发时,纬度相对较低的地方也可能会出现极光。

空间站高度加速下降

太阳活动对生活在地面的我们是没有什么影响的,纬度相对高一些的地区可能会看到极光现象,这应该是太阳活动带来的最直观的表现了。不过,对于在近地轨道飞行的航天器来说,太阳活动的爆发可能会对航天器的运行带来一些影响。

以地磁暴现象为例,地磁暴现象爆发时会导致近地轨道的空气密度增大,也就意味着在近地轨道的空气阻力变得比正常情况大一些。虽然近地轨道的空气密度比较小,空气阻力也不是非常大,但是航天器在飞行过程中是没法忽视微小的空气阻力带来的影响的。毕竟这些航天器长时间飞行后,累加起来的速度衰减就比较明显了。

国际空间站、中国空间站是当前在近地轨道运行的最大的航天器,它们的体积都非常大,太阳翼面积相当大,这意味着空间站组合体受到的空气阻力要比一般的卫星、飞船大得多,速度衰减的情况更加明显。在511日地球爆发地磁暴现象时,两个空间站的飞行高度都加速下降,下降幅度达到0.5-1公里,比正常情况时下降得更快。

当前神舟十八号航天员乘组正在中国空间站执行飞行任务,预计在本月底返航,而神舟十九号飞船也已经蓄势待发,将会在神舟十八号飞船返航之前发射升空。也就是说,预计在接下来这半个月时间左右内,中国空间站会先后执行神舟十九号飞船的发射以及神舟十八号飞船的返航。现在太阳活动比较频繁,地磁暴现象也可能会出现,那这两次飞行任务会不会受到影响呢?

当前太阳活动正处于25太阳活动周峰年,所以太阳活动相对来说是比较频繁的,时不时会出现一些太阳耀斑等情况,确实是可能会影响到近地轨道运行的航天器,这也是我们人类目前没法避免的事情。不过大家也不需要太担心,因为我们的空间站、飞船在设计、制造之时就考虑到了各种因素的影响,飞行任务的安排也会考虑到这些情况,在有必要的情况下,飞船的发射、返航时间其实是可以稍微进行调整的。所以大家不需要担心。

空间站为何不飞得高点

在近地轨道飞行的航天器会受到空气阻力,虽然外太空空气极其稀薄,但是飞行过程中空气阻力是没法忽视的,所以这些航天器的飞行速度会越来越慢,最后还是会坠落大气层烧毁。

有很多卫星飞行几年就会坠落大气层。如果航天器飞行高度更高,远离地球的话,在轨飞行时间就会大幅度延长,像我国首颗人造卫星东方红一号已经飞行了几十年,仍在太空飞行,还能飞行很久都不会坠落,这是因为这颗卫星的轨道相当高。

如果我们的空间站、飞船飞行轨道高度也像东方红一号那么高,甚至更高,岂不是可以飞行几十年、上百年甚至更久都不会坠落大气层了吗?从理论上来说,确实是可行的,但是实际的情况并不像我们想象中的那么简单。

不管是中国空间站,还是国际空间站,它们的飞行轨道高度都是在400公里左右,这不是巧合,而是精心设计的轨道高度。如果飞行轨道较低的话,空气密度越大,飞行过程中受到的空气阻力越大,不利于航天器长期运行,但是也不可能让空间站飞得越高越好。

因为距离地面600公里有一个所谓的范艾伦辐射带,这可以被视为近地轨道飞船飞行高度的“上限”。超过这一个高度后,宇宙辐射会更强。因为在这里存在大量被地球磁场捕获的高能带电粒子,对于航天器来说这些高能带电粒子是一个潜在的威胁。

卫星、探测器这些航天器不搭载宇航员,在超过600公里的轨道飞行的话,不会出什么问题,但是空间站、载人飞船搭载宇航员,虽然空间站、飞船也能在一定程度上屏蔽宇宙辐射,但是没法做到100%,如果在超过600公里的高度飞行的话,对宇航员的身体影响就比较大。

最后,科学家在综合考虑了各方面因素后,选择让空间站在大约400公里的轨道高度飞行。毕竟在400公里轨道飞行的话,空气阻力、宇宙辐射等方面的影响都是相对平衡一些。