前言

从5月10日开始,受到太阳大级别的耀斑连续爆发影响,出现了20年来最大的地磁暴,而地磁暴会影响地球周围航天器。

5月11日,我国空间站的轨道在短短一天内就下降了约1公里,已低至374公里。

那么,我国空间站是否会遭遇危险?

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地磁暴

太阳耀斑,是太阳上最剧烈的活动现象之一,也就是太阳表面出现局部区域的大规模的能量释放,并且会向外发射各种电磁辐射,这些电磁辐射会伴随着粒子辐射增强,从而对太阳系的内行星产生影响。

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多次爆发X级大耀斑的活动区AR3664(ASO-S卫星(夸父一号))

从5月10日开始,受到太阳大级别的耀斑爆发的影响,地球出现了近20年来最大的地磁暴,来自太阳的日冕物质会和地球的地磁产生相互作用。

在地球磁场和太阳高能物质对抗的同时,大气中的粒子会吸收来自太阳的能量,而由于太阳的能量不属于地球大气中的粒子,粒子则会把这些能量再次释放出来,就会发生闪光。

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因此400千米高度的氧原子在吸收了太阳能量后,便会释放能量时会产生红色的光,200千米左右高度的氧原子被次级电子激发时会产生绿色的光。

而极光中最为绚丽的“紫色”极光,则是由100千米左右的氮分子会产生的,由此形成绚烂多彩的光线。

因此太阳耀斑的喷发,最终会对地球的磁场强烈的扰动,并且会导致太阳风粒子会沿着地球磁力线下降,和地球粒子产生作用后,然后就会产生地球上绝美的风景“极光”。

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所以这几天,极光在我国的北京、内蒙古、黑龙江、甘肃、新疆等地区陆续出现,引起了人们广泛的关注,这让很多极光爱好者可以大饱眼福,一睹美不胜收的“极光”。

但是在极光闪耀的同时,由于地磁暴的产生导致地球的磁场发生变化,地磁暴除了会产生极光,还会影响地球的磁场的方向和大小。

就像一个一直处于的相同速度旋转的陀螺一样,突然受到了影响,发生了一些失衡,到底速度忽快忽慢,方向也会开始出现晃动。

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所以,由于地球磁场的变化,最容易受到影响的就是运行在地球周围的航天器尤其是对低轨道卫星的会造成很大影响。

那么,我国作为航天大国,在地球轨道上运行了几百颗卫星,是否会受到影响?

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参考信源:央视网《我国北方多地出现红绿极光,地磁暴对我们有什么影响?专家详解》2023.12.2

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央视网《我国北方多地出现红绿极光,地磁暴对我们有什么影响?专家详解》2023.12.2

我国空间站高度正在下降

受到如此大的地磁暴,我国的空间站和卫星都受到了影响,其中我国的“天宫”空间站高度就出现了明显的下降。

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从卫星轨道运行数据中显示,我国天宫目前的远地点高度在由于受到了地磁暴持续影响,从382.2公里下降到了379公里以下,下降从高度在短短十天内达到了3.2公里,其中仅5月11日远地点高度就下降了1公里。

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中国空间站

近地点高度则从376.9公里下降到了374公里左右,也是在5月10日23时大级别地磁暴发生后出现了一个大幅度的下降。

因此,这就是地磁暴的对航天器的影响,不仅是中国的空间站,国际空间站也从远地点轨道高度的417公里,下降到了415公里左右,近地点则是从412公里下降到了410公里左右。

目前从5月10日12日以来,地球磁场发生强烈的扰动,其中18个小时内的Kp指数已经达到了“红色警报等级kp=9”。

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其中,Kp指数分类大致可划分为:0-5小地磁暴,5-6中等地磁暴,7-8大地磁暴,9以上是特大磁暴。

并且会在15个小时内大地磁暴水平也达到了kp=7,8左右,其中ap指数达到了273,是从1960年以来的最大值,目前大地磁暴仍然在持续中。

因此,受到大地地磁暴的影响,全球的卫星和航天器都出现了不同程度的下降,同时也会有强烈的辐射会对地球轨道的航天器造成巨大的冲击。

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国际空间站

而我国空间站在4月25日,刚刚上去了三位航天员,就遇到了近几十年来最大的地磁暴。

那么,如此强烈的大地磁暴是否影响我国的空间站安全问题,而且刚刚三位航天员是否会受到这次地磁暴影响处于危险之中?

参考资料:中国科学院国家科学中心《特大地磁暴仍在持续中》 2024.5.12
天文通小程序 《实时中国空间站》2024.5.13

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文通小程序 《实时中国空间站》2024.5.13

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天文通小程序 《实时中国空间站》2024.5.13

是否会遇到危险

毕竟地磁暴会导致空间站的快速下降,而且我国空间站也受到了地磁暴的影响正在下降高度。

地磁暴对航天器的影响是毋庸置疑的,去年马斯克的星链公司曾发射了49颗低轨道的星链,这些危险在达到210公里的高度时,就遇到了地磁暴。

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最终星链公司这次发射的49颗卫星中,有38颗卫星都因为地磁暴在地球大气层中坠毁只有11颗“侥幸”逃脱。

所以说,地磁暴对卫星和航天器的影响还是很大的,因为地磁暴在影响了地球磁场后会突然造成迅速卫星的快速下降。

一旦下降的速度过快,卫星就会被地球的磁场被干扰的影响,从而加速下降的趋势,就会随时坠入地球,从而被销毁。

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而且我国空间站高度一般是在400公里左右,而目前已经在380公里上下,如果高度的持续下降会导致空间站内受到的大气阻力会进一步增加,从而威胁空间站的安全。

不过我国的天宫也不是吃素的,毕竟不同程度的地磁暴一直在产生,因此我国的空间站面对地磁暴也一直做好了十足的准备。

既然大地磁暴会导致空间站的下降,那么我国空间站采用的方案是通过机动变轨来提高轨道的高度。

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并且我国空间站的天和核心舱和货运飞船,还可以通过启动发动机调整空间站的速度和姿态,从而实现对“天宫”轨道抬升。

因此,即便是如此高等级的大地磁暴,对我国空间站来说也可以完全可以应付得了的,而且航天员在空间站内也不会受到影响。

虽然会有来自宇宙的各种辐射,但是我国空间站内的使用材料可以实现对这些辐射的完全个别,所以航天员的健康也不会受到什么影响。

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而国际空间站也采用相同的策略,国际空间站的升轨工作主要是依靠俄罗斯舱段的发动机实现的。

虽然抬高轨道的操作,会消耗一定的航天推进剂,但是对于空间站的安危来说,这都是小意思,燃料可以通过货运飞船进行补给。

所以,我国空间站在空中没啥问题,受到地磁暴的影响也不大,话说回来,地磁暴除了对航天器和卫星有影响,对人类是否会有影响?

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参考信源:央视网《我国北方多地出现红绿极光,地磁暴对我们有什么影响?专家详解》2023.12.2

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央视网《我国北方多地出现红绿极光,地磁暴对我们有什么影响?专家详解》2023.12.2

地磁爆对人类是否有影响?

其实,地磁暴除了对卫星和航天器会有影响,更主要的是对地球的电力也会造成干扰,其中在1989年年的一次大地磁暴中,加拿大魁北克省的一处变压器,受到感生电流的影响被烧毁了。

而这次地磁暴等级不亚于1989年大地磁暴,地磁暴从弱到强分为G1(弱)、G2(中等)、G3(强)、G4(严重)及G5(极强)5个级别。

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而这次就是G5极强地磁暴,由于这次大地磁暴级别过高,因此全球电力系统将会受到巨大考验。

虽然对人体没啥影响,但是却会对地球的通讯和导航造成影响,地磁暴会造成短波通信产生影响,不过持续时间也不会太长。

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并且会对地面的设施,例如电网、油田、长距离输送的线路会更加容易形成“感应电流”,还会导致电网掉渣、管道腐蚀加剧等。

不过影响最大的还是卫星导航设备误差会变得很大,因此导致航空飞行时候会面临通讯环境变差,对飞机的通讯会造成影响。

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不仅会对航空飞行造成影响,造成影响最大的生物应该是“信鸽”,强烈磁场活动会导致信鸽导航系统受到干扰,从而不能将信封即使送达!

还会导致,地球上的一些具有迁徙性的动物造成影响,会让这些动物导航能力变差,而面对高级别的地磁暴,人类该如何应对?

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首先,肯定是关注基础设施的运行,比如电力系统和通信系统,需要进行一些特殊防护,来减少地磁暴的影响,从而确定设备的正常运行。

其次就是关闭不必要的电子设备,尤其是一些高功率的电器,避免地磁暴对电力系统和通讯设备造成损坏后的火灾发生。

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参考信源:光明网《冲上热搜!导致嗜睡?地磁暴究竟是啥,有哪些影响?一文了解→》2024.3.27

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光明网《冲上热搜!导致嗜睡?地磁暴究竟是啥,有哪些影响?一文了解→》2024.3.27

结语

因此,面对近几十年来级别最高的大地磁暴,我国的天宫空间站也是做好的十足准备,在面对空间站的下降,也有完善的应对措施。

而且空间站的运行依赖对空间环境的稳定,比如要想实现空间基地的长期运行,就要深入研究太阳的规律,各国之间也做好共享空间环境信息,以确保空间站和航天员的安全!

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