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上周,地球遭受了一场强烈的太阳风暴袭击。在48小时内,太阳连续三次爆发日冕物质抛射(CME),并击中地球,引发了一场严重的地磁暴。这场地磁暴峰值持续了约6小时后才逐渐平息。尽管此次风暴强度较大,但对关键技术的影响有限,也未对地球上的人类构成直接的生物风险。今年早些时候,太阳活动达到极大期,处于大风暴愈发可能发生的阶段。此次事件为欧洲航天局(ESA)的多个任务提供了机会,无论是环绕地球运行的,还是深入深空的任务,都得以收集辐射数据,目前这些数据正在分析中。
太阳活动遵循11年的周期,强度高低交替。今年早些时候,太阳达到活动极大期,使得发生重大太阳风暴的可能性增大。2025年11月11日,太阳释放出强烈的X级太阳耀斑,在世界协调时10:04左右达到峰值,随后不到一小时,一个日冕物质抛射以最初估计约1500公里/秒的速度喷发。到次日世界协调时18:50,该日冕物质抛射抵达地球,引发了一场强烈的地磁暴,峰值持续6小时后降至中等水平。欧洲航天局空间天气办公室主任尤哈 – 佩卡·伦塔马表示:“短短几天内,一个太阳活动区(美国国家海洋和大气管理局活动区14274)产生了四次太阳耀斑和同等数量的日冕物质抛射,其中三次朝向地球。最壮观的第三次事件发生在11月11日。有趣的是,由于个体特性,它引发的地磁扰动比预期小。” 该系列活动于11月14日结束,当时这个活动区在旋转到太阳背面消失前,释放出最后一个日冕物质抛射。
此次事件最直接且显著的影响,是对面向太阳区域的无线电通信造成重大干扰。太阳耀斑爆发后,欧洲、非洲和亚洲多地记录到严重的无线电信号中断,持续约30分钟至1小时。还观测到了地面增强事件(GLE),这是一种每年仅发生一两次的罕见现象。当太阳粒子能量足以穿透地球的磁屏蔽层时,就会发生这类事件,而地球的磁屏蔽层通常能保护我们免受较弱的太阳爆发影响。高能太阳粒子会危害宇航员、损坏航天器,还会在地球大气中产生一系列次级粒子,如果这些粒子到达地面,可能导致电子元件出现故障。这是自20世纪40年代有记录以来的第77次地面增强事件。尽管如此,此次地磁暴对关键基础设施的影响极小。欧洲航天局的航天器设计时考虑了抗辐射能力,没有航天器因这场风暴受损。不过,此次事件为欧洲航天局的多个任务提供了收集辐射数据的机会,目前这些数据正在分析中。更重要的是,此次事件未对地球上的人类构成直接的生物风险。
欧洲航天局在近地轨道的任务负责测量对地球高层大气的影响。在地磁暴开始前14小时,欧洲航天局的土壤湿度和海洋盐度(SMOS)任务记录到一次强烈的射电爆发,当时一个太阳耀斑抵达。该任务卫星在755公里的轨道高度运行,其射电波天线以1.4吉赫兹的频率进行地球观测,但也能接收到太阳射电波及其旋转运动。对于此次事件,SMOS数据记录到左旋(逆时针)极化,预计这不会干扰全球卫星导航系统。更靠近地球的是,欧洲航天局的“蜂群”星座三颗卫星在风暴早期探测到的磁场波动比正常情况高出十倍。这三颗卫星的星跟踪器通常用于正确定向卫星,它们观测到两极高能质子暂时增加,产生了 “质子极光”,这是在强风暴期间低纬度地区能看到的更弥散的极光现象。
处于地球磁保护范围之外的航天器也感受到了风暴的影响。在第一拉格朗日点,欧洲航天局/美国国家航空航天局的太阳和日球层观测台(SOHO)捕捉到了首次日冕物质抛射的观测数据。这颗卫星专为监测太阳而建造,能够承受最恶劣的空间天气事件。欧洲航天局/美国国家航空航天局的太阳轨道器任务对此次事件进行了详细报道。其仪器记录到X5级耀斑,探测到粒子事件,并测量了日冕物质抛射的磁特征。在太阳轨道器数据网站上可快速查看相关数据。正在前往水星的“贝皮科伦坡”号接近太阳 – 地球连线,这是面向地球的粒子和日冕物质抛射所经过的 “空间天气通道”。这种位置关系意味着,此次事件可能是“贝皮科伦坡”号自发射以来所经历的最大规模的太阳高能粒子撞击。这颗欧洲航天局/日本宇宙航空研究开发机构的航天器报告了多次瞬态内存错误,但其坚固的设计使这些问题迅速且成功地得到解决。此次事件期间收集的科学数据将在未来几周内传回。
太阳风暴,尤其是其可能产生的高能粒子,是那些冒险穿越地球磁屏蔽层的任务所面临的主要担忧。这些粒子难以屏蔽,会大幅增加辐射暴露,对宇航员健康和航天器系统...
对于未来超越地球保护磁场的月球和深空任务而言,这些测量将变得更加关键。在此背景下,欧洲航天局正在探索新的屏蔽策略,研究包括月球表面风化层等材料如何影响辐射环境,并调查高能粒子的全方位生物效应,以更好地保护宇航员和航天器系统。欧洲航天局密切监测了这场强大的空间天气事件,从其所有专家服务中心收集详细信息,并与相关方分享关键信息。尽管可以预测太阳爆发的概率,但日冕物质抛射的确切到达时间和风暴的精确强度仍难以预测,而欧洲航天局的新任务旨在减少这些不确定性。
欧洲航天局的“警惕”任务引入了一种观测太阳的新方式,从拉格朗日点5(L5)观测太阳的 “侧面”,以持续洞察太阳活动,并监测靠近太阳 – 地球连线的空间天气状况。该任务计划于2031年发射,将在潜在危险的太阳事件旋转到面向地球之前探测到它们,让我们提前了解其特征,并有宝贵时间保护航天器和关键地面基础设施。目前,对入射太阳风的原位运行监测是从拉格朗日点1(L1)进行的,这使得我们仅能在太阳风暴来袭前约20分钟预测其影响。另一项提议的任务“护盾”(SHIELD)位于距离地球超过1500万公里处,大约是L1距离的十倍,它能够在风暴来袭前约两个半小时发出警报,使关键基础设施运营者能够有效准备并将地磁暴影响降至最低。





