21世纪除了宇宙工厂、宇宙农场之外,宇宙医疗中心以及宇宙居民点也将在宇宙空间相继建立起来。21世纪宇宙天气预报对航行、工作、生活在宇宙空间的人们将是不可缺少的。因此,“宇宙气象学”作为一门新的学科,将会迅速发展起来。
警报拉响
日本通信号综合研究所曾向公众发布了一条特殊的预报:“太阳活动从平稳转向活跃的状态,预计未来几天将更加活跃。”这条关于太阳系的天气预报对地球上的我们有什么价值吗?
研究所的研究人员做㈩这个预报,是因为太阳表面出现了大片的黑子区域,预报发出4天后,太阳表面出现了巨大的耀斑。这个耀斑不但辐射出大量的射线,而且伴随着这个耀斑,从太阳表面还以迅猛的速度释放出由质子和电子组成的等离子体。山于这个耀斑发生的位置正对地球,所以在耀斑发生后8分钟,X射线直接袭击了地球,19小时后等离子体像云朵一样到达地球。
其他各种卫星也受到这个耀斑的影响。美国宇航局环绕火星飞行的奥德赛号探测器也发生异常,欧洲宇航局的月球探测卫星“SMART-l”的发动机自动停止。另外,被日本JAXA弃用的环境探测卫星“绿色2号”也受到耀斑辐射的等离子体袭击,使太阳能电池板的电力降低。太阳耀斑不仅影响了人造卫星,由于飞来的质子是放射性的,逗留在国际空间站或航天飞机上的宇航员也有遭到辐射的危险。在这次耀斑发生的过程中,地面人员发出指令,让空间站的宇航员尽量藏身在受辐射影响小的地方,以避免可能㈩现的危害。
太阳耀斑的影响
那么,巨大的太阳耀斑发生时,究竟会造成怎样的影响呢?
首先,耀斑发生时,大量释放X射线或质子、电子放射线。这些放射线一旦进入搭载在卫星上的半导体,就会引起非常微小的放电现象。结果,半导体会误以为放电是电信号,于是发生错误指令,卫星发生故障。
这样的现象如果是小规模的,不会引起大的信号故障。但是,如果卫星遭受大量质子辐射的话,信号颠倒的现象就会发生,使卫星发生重大的错误动作,通常,研究人员无奈地将此种信号称为“幽灵指令”。1994年冬季奥运会时就发生了这样的一幕,滑雪比赛的转播突然中断了,原因是幽灵指令使转播卫星的太阳能电池板比平时高30多倍的速度旋转,造成电力降低。
还有一个危害足,太阳电池板受到质子等粒子碰撞加速老化。尽管是分子或原子级的大量粒子碰撞表面,但逐渐使太阳电池性能降低。例如1989年因太阳发生大的耀斑,致使日本的“向日葵”气象卫星的太阳电池板仅一,年左右就老化了。如果观测耀斑能预计放射线的飞来,提前发布宇宙天气预报的话,则稍微挪动,下太阳电池板的角度,就能减轻损伤。











