华盛顿特区讯 – 地球的“太空天气”预报能力即将迎来一次飞跃。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）正与美国国家航空航天局（NASA）合作，积极推进一项创新性的太阳帆卫星项目，旨在利用太阳光的力量，更早、更准确地预测可能对地球技术系统构成威胁的太阳风暴。
这项技术的核心在于利用巨大的太阳帆，通过捕捉太阳光子的动量来驱动卫星。NOAA太空天气观测办公室研究运营和项目规划部主任伊尔凡・阿齐姆形象地比喻道：“这就像帆船运动，只不过我们用的是太阳光子，而非空气。” 他强调，太阳帆为太空旅行提供了一种经济高效的全新方式，摆脱了传统推进系统的束缚。
太空风暴的威胁与预警的必要性
太阳风，由太阳日冕层释放的带电粒子流，是影响地球太空天气的关键因素。当太阳风与地球磁场相互作用时，会产生美丽的极光。然而，强烈的太阳风暴，又称地磁暴，可能对地球上的电网、GPS系统、农业和航空交通等关键基础设施造成破坏，甚至威胁到宇航员的生命安全。
目前，NASA的高级成分探测器（ACE）和NOAA的深空气候观测站（DSCOVR）等卫星正在持续监测太阳风。然而，现有的预警时间仍然有限，难以充分应对潜在的威胁。NOAA的“未来太空天气”计划旨在通过未来的卫星任务，实现更早的地磁暴预警。
太阳帆的独特优势：更早、更近、更经济
太阳帆技术的应用，为提前预警太阳风暴提供了新的可能性。阿齐姆解释说：“太阳帆使我们能够以更高效的方式突破拉格朗日1点（L1），这是目前最先进的太阳观测位置。”
L1点位于太阳和地球之间，距离地球约150万公里，是航天器进行太阳观测的理想位置。然而，传统的航天器只能在L1点附近运行。太阳帆技术则允许航天器航行到L1点的上游，更接近太阳，从而更早地获取太阳风暴的数据。
“通过使用太阳帆，航天器可以航行到太阳风的上游，这将使预警时间提前50%，” 阿齐姆强调。此外，太阳帆还为卫星提供了更灵活的轨道选择，不再局限于过去45年使用的L1点。
“太阳巡航器”项目：扬帆起航，驶向未来
作为与NASA合作的“太阳巡航器”项目的一部分，NOAA正在建造全尺寸的太阳帆。这面太阳帆展开后将覆盖1653平方米的面积，由四个独立的帆面组成。每个帆面都将独立建造，预计将于2026年2月全部完工。
如果一切顺利，NOAA计划在2029年通过拼车发射服务将这艘“太阳巡航器”送入太空。
跨学科合作：技术融合，突破创新
阿齐姆对这项技术的前景充满期待：“我最兴奋的是，这项技术将不同学科紧密结合在一起。看到材料科学和其他学科的新进展帮助我们在太空气象界取得所需突破，这真的令人兴奋。”
太阳帆卫星的成功研制和应用，不仅将提升地球的太空天气预报能力，也将推动材料科学、航天工程等多个领域的创新发展。这艘即将扬帆起航的“太阳巡航器”，将成为人类探索宇宙、保护地球的重要工具。
参考文献
- IT之家. (2024, February 18). 太阳帆卫星变身宇宙气象站，早早拉响太阳风暴警报. Retrieved from https://www.ithome.com/0/749/073.htm
Views: 0