本文最初發表在 對話。 該出版物將文章貢獻給Space.com 專家聲音:專家和見解。
不斷增長的太空工業和技術社會越來越基於電氣網絡,航空和電信 – 都容易受到相同威脅的影響:空間中的空間。
天氣 包括太陽與地球之間的空間環境的任何差異。太空中的一種常見天氣事件稱為 大量的星際提取。
這些升降機是磁場和來自太陽產生的顆粒的包裝。他們可以以每秒1,242英里(每秒2,000公里)的速度行駛,可能導致 地磁。
他們創造了美麗 Aurora顯示 – 就像有時在天空中看到的北極光一樣 – 但也可能破壞衛星操作, 關閉電力 和 訂金 在未來的任務上,在月球和火星上以致命的輻射設置。
我是Heliophysican和空間天氣的專家我的團隊正在領導另一代的發展 衛星星座叫斯威夫特它的創建是為了預測預先空間中潛在危險的天氣事件。我們的目標是更準確地預測空間的極端天氣。
太空天氣的危害
貿易 現在構成了空間探索的很大一部分,重點是 太空中的旅遊業建築 衛星並努力 提取資源 從附近的月亮和附近的小行星開始。
空間也是一個 軍事行動的關鍵領域。衛星為軍事溝通,監督,導航和情報提供了重要的技能。
儘管SH.BA之類的位置從太空中的基礎設施中增長,但太空中的極端天氣事件構成了更大的威脅。今天,太空的天氣威脅到 2.7萬億美元的資產 全球。
1859年9月,是太空中最強大的錄製天氣活動,稱為 卡靈頓活動在北美和歐洲造成大火 超級電報線。 1972年8月,另一個 像卡靈頓這樣的活動 幾乎撞到宇航員旋轉月球。輻射劑量 可能是致命的。最近,在2022年2月, SpaceX損失了49 Sapopur Starlink衛星由於太空中的天氣事件而導致。
今天的天氣監視
空間天氣服務在很大程度上依賴於衛星監測 太陽風由來自太陽的磁場線和顆粒組成,並在地球上再次傳達其觀察結果。科學家可以 比較這些觀察 借助歷史記錄來預測太空天氣並探索地球如何應對太陽風中觀察到的變化。
地球的磁場自然可以保護調節地球免受太空中最有害天氣影響的生物和衛星。但是,太空中的極端天氣事件可能會壓縮 – 或在某些情況下,剝離 – 地球的磁罩。
這個過程使風的太陽顆粒可以在我們受保護的環境中實現。 磁層 – 在惡劣條件下,衛星和宇航員在董事會太空站的暴露。
大多數衛星 不斷監視連接到土地的土地的天氣 軌道相對靠近地球。一些衛星位於地球的下部軌道上,大約100英里(161公里),而另一些則位於地球軌道上,大約25,000英里(40,000公里)。
在這些距離上,衛星保留在地球的磁性防護罩中,無疑可以測量地球對太空天氣狀況的反應。但是,為了在入口處更直接研究太陽風,研究人員使用位於距離地面數十萬英里的其他衛星。
SH.BA,歐洲航天局和印度都在位於周圍空間的天氣監測衛星 L1拉格朗日點 – 距地球近900,000英里(1,450,000公里) – 太陽和地球平衡的引力。從這個有利的角度來看,太空中的天氣監測器可以在入口處提供最多40分鐘的太陽能事件的初步警告。
太空天氣的初步警告
將警告時間增加到40分鐘以上(當前警告時間)將有助於衛星運營商,電力網絡規劃人員,飛行主管,宇航員和 空間部隊官員 為太空中的極端天氣事件做好準備。
例如,在地磁風暴期間,大氣加熱並擴展,增加了衛星在地球低軌道中爬行。通過足夠的初步警告,操作員可以更新其撤回計算,以防止在這些事件中降落和燃燒。通過更新的提款計算,衛星操作員可以 使用衛星推動系統 在軌道上操縱它們。
航空公司可以改變他們的方式,以避免在地磁風暴期間暴露於乘客和員工的高劑量輻射。可以事先警告未來的宇航員,在沒有保護這些粒子的月球或火星的路上或在沒有保護這些顆粒的月球或火星上,以獲取掩護。
Aurora愛好者還會感謝他們有更多的時間到達自己喜歡的觀看目的地。
空間天氣調查限制
我和我的團隊一直在為太空中開發一個新的衛星天氣星座,稱為 邊境空間天氣調查。斯威夫特首次將L1點以外的空間天氣監視器設置為130萬英里(210萬公里)。該距離將使科學家能夠在到達前近60分鐘內將與天氣相關的天氣相關的任何與天氣相關的天氣事件告知決策者。
帶有傳統化學和電氣推系統的衛星不能在很長一段時間內將軌道保持在該地方的軌道 – 離地面越遠,靠近太陽。這是因為他們將不得不不斷燃燒燃料以反對太陽的引力吸引力。
為了解決這個問題,我們的團隊在設計和開發新的推進系統方面已經經歷了數十年。我們的解決方案的創建是可以輕鬆地到達比傳統L1點更接近太陽的距離,並在十多年來可靠地在此處採取豐富可靠的來源-Sunlight。
Swift將使用Fuelless推動系統稱為 太陽帆 到達軌道。太陽能航行是一種薄的反射表面,可以塑造一個非常薄的鏡子,其中大約三分之一的足球場。平衡從太陽傳來的光顆粒的強度,並與太陽的重力消除了它。
當帆船使用時代創建的電梯時流過彎曲的帆 在水中移動太陽帆使用太陽射線中的光子動量,反映了其巨大的閃亮巡遊,以將飛船推向太空。帆船和太陽能導航都利用各自環境的能量轉移來驅動移動,而無需依靠傳統的發起人。
太陽能航行可以使Swift進入不同的揮發性sub-L1軌道,而不會燃油結束。
美國宇航局在2010年成功推出了其第一個太陽導航。該空間示範命名為 納米郵件-D2展示了107平方米(10 m2 )航行並放置在低地軌道上。同年,日本航天局開始了 Solar Sail的最大任務Ikaros放置了2,110英尺2 (196 m2 )航行太陽風並成功擊敗了金星。
行星協會和NASA在下層軌道上開始兩次航行: 加農炮面積為344英尺2 (32 m2 ), 和 高級太陽能導航系統組成面積為860英尺2 (80 m2 )。
Swift團隊太陽能巡洋艦的太陽能演示任務將提供更大的帆 – 將其表面為17,793英尺2 (1,653 m2 ),早在2029年開始。我們 成功地 去年年初,象限象限地面。
為了將其運送到太空中,團隊將精心折疊,並將帆緊緊地包裝在一個小盒子裡。要克服的最大挑戰是在太空中設置一次導航, 使用它沿軌道路線引導衛星。
如果成功,太陽能巡洋艦將為四顆衛星的迅速星座鋪平道路。該星座將包括一顆配備帆船推動的衛星,確定將其放置在L1以外的軌道中,以及L1 Lagrange點的軌道上的三個最小的化學衛星。
衛星將無限停放在L1之內和以外,在太陽風中收集數據而不會中斷。四個衛星中的每一個都可以觀察到來自不同國家的太陽氣味,從而幫助科學家更好地預測他們在到達地球之前的發展方式。
儘管現代生活更多地取決於空間基礎設施,但在空間天氣預測中的投資繼續可以保護空間和基於地面的技術。