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什么是地磁暴?中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心研究員羅冰顯13日向科技日?qǐng)?bào)記者解釋,太陽(yáng)風(fēng)到達(dá)地球,帶來(lái)地球磁場(chǎng)的擾動(dòng),如果擾動(dòng)劇烈,就是地磁暴。太陽(yáng)活動(dòng)高年,地磁暴發(fā)生次數(shù)更多,級(jí)別也更高。通常使用地磁Kp指數(shù)(0—9級(jí))來(lái)表征地磁擾動(dòng)的強(qiáng)弱。
空間天氣監(jiān)測(cè)顯示,當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月4日,這批星鏈衛(wèi)星在約210公里處遭遇了Kp=5級(jí)別的地磁暴?!斑@屬于最低級(jí)別的地磁暴,對(duì)普通在軌衛(wèi)星影響不大?!绷_冰顯說。
據(jù)了解,星鏈衛(wèi)星部署在約550公里的近地軌道,為何這次在210公里軌道附近,未能“扛住”最低級(jí)別地磁暴的“沖擊”?
“‘天災(zāi)’跟‘人禍’綜合到一起了?!敝袊?guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院教授雷久侯指出,這次星鏈衛(wèi)星事件是遭遇地磁暴而引起地球大氣受到加熱,使得衛(wèi)星阻力增加而不能升軌導(dǎo)致?!暗卮疟┗蛟S只是誘因,衛(wèi)星受損可能主要還是衛(wèi)星推進(jìn)策略以及設(shè)計(jì)原因?qū)е?。”他?qiáng)調(diào)。
羅冰顯表示,本批次發(fā)射的星鏈衛(wèi)星的推進(jìn)策略是,先用火箭將衛(wèi)星送入210公里的預(yù)定軌道,再用電推進(jìn)器將衛(wèi)星送往更高處。對(duì)此,雷久侯說,“衛(wèi)星在210公里的軌道上采用電推進(jìn)方式,大氣阻力與推進(jìn)力可能大體相當(dāng)。但是地磁暴導(dǎo)致大氣阻力增強(qiáng),推進(jìn)作用失效。在設(shè)計(jì)上,本批次星鏈衛(wèi)星進(jìn)入安全模式回不了升軌狀態(tài)?!?/p>
“如果一開始就將星鏈衛(wèi)星送到更高軌道,即使遇到更強(qiáng)的地磁暴,甚至強(qiáng)很多倍的擾動(dòng),也不會(huì)引起衛(wèi)星快速損毀?!崩拙煤罱忉?,大氣密度隨高度指數(shù)衰減,軌道抬升100公里,大氣阻力要低1—2個(gè)數(shù)量級(jí),因此,400—500公里軌道高度的大氣阻力相對(duì)較小?!耙话阈l(wèi)星會(huì)推到更高軌道,不會(huì)??吭?10公里高度。”他說。
羅冰顯表示,經(jīng)過計(jì)算和觀測(cè)確認(rèn),這次地磁暴引起了大氣密度的上升(約10%)。此外,在衛(wèi)星受大氣阻力而高度下降的過程中,會(huì)遭遇越來(lái)越稠密的大氣。綜合來(lái)看,短時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星受到的大氣阻力上升50%是有可能的。
對(duì)于脫軌星鏈衛(wèi)星的風(fēng)險(xiǎn)問題,羅冰顯表示:“這些衛(wèi)星從約210公里往下墜毀,重新進(jìn)入大氣層后會(huì)燃燒殆盡,不會(huì)產(chǎn)生太空碎片,也不會(huì)有衛(wèi)星零部件撞擊地球表面?!?/p>
雷久侯補(bǔ)充道,這個(gè)過程估計(jì)需要幾天或更長(zhǎng)的時(shí)間?!芭c其他衛(wèi)星碰撞幾率是比較低,但說風(fēng)險(xiǎn)為‘零’有些絕對(duì)。如果近段時(shí)間發(fā)射衛(wèi)星,還是需要規(guī)避經(jīng)過失控衛(wèi)星的空域?!?/p>
據(jù)報(bào)道,“星鏈”計(jì)劃由埃隆·馬斯克于2014年提出,共計(jì)劃向太空發(fā)射約4.2萬(wàn)顆衛(wèi)星。截至2022年1月,該計(jì)劃已經(jīng)發(fā)射了2000顆衛(wèi)星。
地磁暴對(duì)人造衛(wèi)星的影響不可小覷。雷久侯表示,強(qiáng)大的太陽(yáng)爆發(fā)事件可能導(dǎo)致強(qiáng)烈的地磁暴,使衛(wèi)星阻力增強(qiáng)、影響衛(wèi)星和地面通訊甚至導(dǎo)致一些衛(wèi)星器件失效。(唐 芳)
標(biāo)簽: 指數(shù)衰減 地磁擾動(dòng) 大氣阻力
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