根據(jù)中國氣象局國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心發(fā)布的信息,太陽又爆發(fā)了太陽耀斑,地球可能會(huì)爆發(fā)大地磁暴現(xiàn)象。太陽活動(dòng)區(qū)14100在5月31日07時(shí)45分左右開始爆發(fā)耀斑,軟X射線流量快速上升,在08時(shí)05分達(dá)到峰值M8.1級(jí)中等耀斑強(qiáng)度。
根據(jù)專家的預(yù)判,在6月1日到6月2日期間,地球可能會(huì)出現(xiàn)大地磁暴現(xiàn)象,如果沒有出現(xiàn)新的太陽耀斑活動(dòng)爆發(fā),在6月3日可能會(huì)出現(xiàn)小地磁暴。在地磁暴現(xiàn)象的影響下,我國北部地區(qū)在6月2日左右可能會(huì)出現(xiàn)較明顯的極光現(xiàn)象,部分地區(qū)甚至可能會(huì)出現(xiàn)紅綠復(fù)合極光。
看到太陽爆發(fā)太陽耀斑、地球可能會(huì)爆發(fā)大地磁暴現(xiàn)象,可能有一些網(wǎng)友表示,太陽距離地球那么遠(yuǎn),為什么會(huì)影響到地球呢?太陽耀斑、地磁暴現(xiàn)象的出現(xiàn),會(huì)不會(huì)威脅到我們?nèi)祟惸兀?/p>
首先,太陽與地球的距離相當(dāng)遙遠(yuǎn),大約為1.5億公里,雖然看起來很遙遠(yuǎn),但是太陽耀斑這些活動(dòng)爆發(fā)時(shí),會(huì)釋放出巨大的能量,大量高能帶電粒子以極快的速度向太陽系外擴(kuò)散,可能會(huì)直接轟擊地球,對(duì)地球產(chǎn)生一些影響。不過大家不需要擔(dān)心,地球有磁場保護(hù),所以這些來自太陽的輻射基本上會(huì)被屏蔽,我們?nèi)祟惢旧喜皇苡绊懙摹6@些高能帶電粒子來到地球附近后,會(huì)在地球磁場的影響下產(chǎn)生極光現(xiàn)象。
其次,地球爆發(fā)地磁暴現(xiàn)象對(duì)我們?nèi)祟悗缀醪淮嬖谟绊懙摹5卮疟⑻栆咭话愣贾皇菍?duì)航空航天、通信等高技術(shù)行業(yè)產(chǎn)生一些影響,所以大家不需要擔(dān)心,也不需要進(jìn)行專門的防護(hù)。
中國空間站怎么辦?
雖然太陽耀斑、地磁暴現(xiàn)象的出現(xiàn),對(duì)生活在地面的我們沒什么影響,但是對(duì)在軌飛行的航天器來說影響還是不能忽視的。
因?yàn)樘柋l(fā)活動(dòng)時(shí),能量巨大的高能帶電粒子可能會(huì)轟擊地球而產(chǎn)生地磁暴現(xiàn)象。高緯度地區(qū)的大氣在焦耳加熱和高能粒子沉降的作用下受熱膨脹,這一個(gè)情況會(huì)隨著大氣環(huán)流而傳遞到全球。這樣會(huì)造成高空的空氣密度變得比平常時(shí)更大,即使是在近地軌道運(yùn)行的航天器也會(huì)受到更大的空氣阻力。
因?yàn)榈厍虻目諝饷芏葧?huì)隨著海拔高度的上升而減小,在近地軌道其實(shí)并不是真正的真空狀態(tài),還是存在稀薄的空氣。所以在近地軌道運(yùn)行的航天器會(huì)面臨空氣阻力,飛行過程中會(huì)因?yàn)榭諝庾枇Φ挠绊懚霈F(xiàn)速度、高度的衰減。這就是為什么那些地軌道航天器飛行一段時(shí)間后都會(huì)墜落地球大氣層燒毀的原因,因?yàn)樗鼈兊乃俣仍絹碓铰瑳]法擺脫地球引力保持持續(xù)環(huán)繞地球飛行的狀態(tài)。
中國空間站、國際空間站在距離地面大約400公里的近地軌道飛行,這里一樣有空氣阻力,而且由于空間站組合體的“迎風(fēng)面”更大,所以受到的空氣阻力會(huì)比一般的航天器更大一些,速度衰減會(huì)更加明顯。在地磁暴現(xiàn)象的影響下,近地軌道的空氣密度變得比正常時(shí)更大,意味著我們的空間站受到的空氣阻力會(huì)更大,其軌道會(huì)出現(xiàn)更加明顯的衰減,這在航天上叫做大氣拖曳作用。
在此之前,很多航天器都因?yàn)榈卮疟┈F(xiàn)象而出現(xiàn)軌道明顯衰減的情況,甚至有一些衛(wèi)星因?yàn)檫@一個(gè)問題提前墜落地球大氣層燒毀。那現(xiàn)在地球可能會(huì)爆發(fā)大地磁暴現(xiàn)象,我們的空間站上有3名航天員,他們怎么辦呢?
神舟二十號(hào)飛船是在4月24日發(fā)射升空的,至今才在軌飛行了1個(gè)多月時(shí)間,預(yù)計(jì)要到10月下旬才會(huì)返回地球。所以他們現(xiàn)在面對(duì)這一個(gè)地磁暴現(xiàn)象時(shí),是不可能提前返回地面的。那他們該怎么辦?
其實(shí)大家不需要擔(dān)心。不可否認(rèn),在地磁暴現(xiàn)象的影響下,高空的空氣密度會(huì)變大,航天器受到的空氣阻力會(huì)比正常水平更高一些,但是我們的空間站不會(huì)出現(xiàn)什么問題。
因?yàn)槲覀兊目臻g站會(huì)定期補(bǔ)給物資,每隔一段時(shí)間就會(huì)發(fā)射一艘天舟貨運(yùn)飛船運(yùn)輸推進(jìn)劑到中國空間站,所以我們的空間站是有足夠的推進(jìn)劑進(jìn)行加速的。在沒有太陽活動(dòng)、地磁暴現(xiàn)象時(shí),空間站也免不了出現(xiàn)軌道衰減的情況,只是在地磁暴現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)軌道高度衰減會(huì)更加明顯一些。
所以,空間站每隔一段時(shí)間就會(huì)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行加速來提升飛行軌道高度,這是常態(tài)化的事情。只是在遇到地磁暴現(xiàn)象時(shí)軌道衰減會(huì)更加明顯,需要消耗更多的推進(jìn)劑來提升軌道而已。問題不大。
至于太陽耀斑爆發(fā)時(shí),宇宙輻射會(huì)更強(qiáng)一些,這也不需要擔(dān)心。我們的空間站本身就具有比較強(qiáng)的防輻射能力,可以降低宇宙輻射對(duì)航天員的影響。不過,如果真的發(fā)現(xiàn)輻射很強(qiáng)的話,航天員們會(huì)進(jìn)入到屏蔽能力更強(qiáng)的區(qū)域來避免受到更多的宇宙輻射。如果遇到很緊急的情況航天員需要快速撤離的話,他們可以進(jìn)入飛船返回艙內(nèi),一旦有需要可以快速乘坐飛船返回地球。
除了空間站自身的應(yīng)對(duì)措施外,在發(fā)射場我們還有一艘神舟二十一號(hào)飛船正在處于待命狀態(tài),具備快速發(fā)射的能力,一旦有需要,神舟二十一號(hào)飛船可以快速發(fā)射到中國空間站把航天員接回來。
可能有一些網(wǎng)友表示,既然近地軌道有空氣阻力,在地磁暴現(xiàn)象的影響下空間站組合體軌道衰減會(huì)更加明顯,為什么空間站不能飛得更高一些呢?讓它在月球軌道飛行豈不是可以避免這一個(gè)問題了?
從理論上來說是可行的,因?yàn)樵谠虑蜍壍肋\(yùn)行的話,幾乎不存在空氣阻力了,沒意外的話,這些航天器可以一直環(huán)繞月球軌道飛行下去。但是在實(shí)際使用過程中,困難遠(yuǎn)比想象中的大得多。
第一個(gè)就是宇宙輻射的問題。在宇宙深處宇宙輻射會(huì)比在近地軌道更強(qiáng)一些。而且,當(dāng)飛船從地球發(fā)射升空飛往月球的過程中,需要穿過一個(gè)所謂的范艾倫輻射帶,這里的宇宙輻射就很強(qiáng),對(duì)航天器、航天員有潛在的威脅。
另一個(gè)就是技術(shù)問題。將飛船發(fā)射到近地軌道,只需要達(dá)到或者接近地球第一宇宙速度就可以了,對(duì)火箭的推力要求不會(huì)很高。而發(fā)射飛船到月球軌道,需要接近地球第二宇宙速度,對(duì)火箭的推力要求就很高。
以我國的火箭、飛船為例,神舟飛船大約為8噸,執(zhí)行神舟載人飛船發(fā)射任務(wù)的是長征二號(hào)F火箭,它的近地軌道運(yùn)載能力大約為8.8噸。從參數(shù)來看,長征二號(hào)F火箭可以輕輕松松就將神舟載人飛船發(fā)射到近地軌道了,但是想將神舟載人飛船發(fā)射到月球軌道的話,長征二號(hào)F火箭就做不到了,需要使用到長征五號(hào)火箭。
之前發(fā)射的嫦娥五號(hào)、嫦娥六號(hào)探測器大約為8.2噸,長征五號(hào)火箭的地月轉(zhuǎn)移軌道能力也就是8噸多,所以嫦娥五號(hào)、嫦娥六號(hào)任務(wù)都是長征五號(hào)火箭來完成的,我國現(xiàn)役的其他火箭都做不到。
長征五號(hào)火箭的近地軌道運(yùn)載能力大約為25噸,差不多是執(zhí)行神舟載人飛船發(fā)射任務(wù)的長征二號(hào)F火箭的3倍。如果真的將空間站建在月球軌道的話,發(fā)射飛船去空間站就更難。
雖然在月球軌道建造、運(yùn)營空間站比較難,但是人類也有這樣的設(shè)想。美國此前計(jì)劃在2024年之前實(shí)現(xiàn)宇航員重返月球,還要在月球軌道建造月球門戶空間站,不過這一個(gè)計(jì)劃可能要泡湯了。因?yàn)樵诮衲?月,白宮大幅削減了NASA預(yù)算,從248億美元砍至188億美元,執(zhí)行載人重返月球計(jì)劃的太空發(fā)射系統(tǒng)SLS火箭可能會(huì)很快退役,而月球門戶空間站項(xiàng)目也將被終止。
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