劉勇

不久前，美國(guó)宇航局（NASA）確定了兩項(xiàng)觀測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)和空間天氣的新任務(wù)，主要目的之一是研究太陽(yáng)如何影響地球附近的空間天氣。

空間天氣通常是指距離地面30公里以上的空間環(huán)境。它時(shí)刻影響著該范圍的航天器和宇航員的安全。大多數(shù)普通人不了解空間天氣的重要性，但對(duì)于一些航天工程、通信導(dǎo)航的從業(yè)者來(lái)說(shuō)，空間天氣預(yù)報(bào)就像吃飯用的筷子一樣不可或缺，這是因?yàn)榻?jīng)常出現(xiàn)由于空間天氣引發(fā)的衛(wèi)星故障。比如，我國(guó)第一個(gè)科學(xué)衛(wèi)星計(jì)劃就是因?yàn)閻毫拥目臻g天氣，而損壞了關(guān)鍵部件——控制衛(wèi)星姿態(tài)的CPU。美國(guó)在阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)中的一次行動(dòng)也因?yàn)镚PS信號(hào)受空間天氣影響，導(dǎo)致美軍直升機(jī)降落在塔利班的包圍圈里，直接引發(fā)美國(guó)在阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)的單次行動(dòng)中的最大人員傷亡。

如何才能及時(shí)準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)空間天氣呢？這需要我們掌握空間環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)。

空間天氣主要受太陽(yáng)爆發(fā)活動(dòng)的影響。太陽(yáng)爆發(fā)噴發(fā)出的部分物質(zhì)傳播到地球后，與地球的保護(hù)罩磁層相互作用，從而影響空間天氣。因此，預(yù)報(bào)空間天氣需要掌握太陽(yáng)爆發(fā)活動(dòng)發(fā)生的時(shí)間，以及太陽(yáng)爆發(fā)出的物質(zhì)傳播到地球附近的速度和規(guī)模，還有磁層受影響的狀況。

只有掌握了這些數(shù)據(jù)，我們才能準(zhǔn)確地做出判斷，從容應(yīng)對(duì)空間天氣可能帶來(lái)的影響。說(shuō)得更具體一點(diǎn)，我們需要3類數(shù)據(jù)：太陽(yáng)表面及太陽(yáng)附近的遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)，地球上游太陽(yáng)風(fēng)等離子體的數(shù)據(jù)，地球磁層—電離層的局地觀測(cè)數(shù)據(jù)。

現(xiàn)階段，我國(guó)大量的空間天氣數(shù)據(jù)主要來(lái)源于美國(guó)的空間天氣衛(wèi)星計(jì)劃。其中，太陽(yáng)表面及附近的觀測(cè)來(lái)源于美國(guó)和歐洲太空局合作的SOHO衛(wèi)星計(jì)劃，地球上游太陽(yáng)風(fēng)的數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)的ACE衛(wèi)星計(jì)劃，磁層電離層的數(shù)據(jù)來(lái)源于一系列美國(guó)的衛(wèi)星計(jì)劃。如果美國(guó)進(jìn)行封鎖，我國(guó)的空間天氣預(yù)報(bào)將會(huì)失去原材料供應(yīng)。這就相當(dāng)于中興沒(méi)有了美國(guó)提供的芯片，無(wú)法正常生產(chǎn)。

值得警惕的是，在中美貿(mào)易摩擦開始之前，美國(guó)就在限制中國(guó)科研人員使用他們的空間天氣模型進(jìn)行計(jì)算了。去美國(guó)訪問(wèn)的相關(guān)從業(yè)人員在申請(qǐng)簽證時(shí)，都會(huì)被反復(fù)調(diào)查背景，很多科研人員因此錯(cuò)過(guò)了參加空間天氣相關(guān)會(huì)議的時(shí)間。

為了避免進(jìn)一步陷入困境，中國(guó)需要自主研發(fā)的空間天氣科學(xué)衛(wèi)星，以提供觀測(cè)數(shù)據(jù)。因此，中國(guó)科學(xué)院及時(shí)立項(xiàng)了先進(jìn)天基太陽(yáng)觀測(cè)臺(tái)（ASO—S）、太陽(yáng)風(fēng)—磁層相互作用全景成像衛(wèi)星（SMILE）計(jì)劃。ASO—S衛(wèi)星能提供太陽(yáng)表面及太陽(yáng)附近的遙感觀測(cè)，SMILE能提供地球上游太陽(yáng)風(fēng)的數(shù)據(jù)以及少量磁層局地觀測(cè)數(shù)據(jù)。但僅有這兩個(gè)衛(wèi)星計(jì)劃是不夠的，當(dāng)下尤其需要補(bǔ)短板的，是對(duì)地球磁層—電離層的局地觀測(cè)數(shù)據(jù)。

今年，在中美貿(mào)易戰(zhàn)的關(guān)鍵時(shí)刻，華為亮出了鎖在保險(xiǎn)柜多年的“備胎”芯片。這種未雨綢繆、自力更生的精神非常值得大家學(xué)習(xí)?，F(xiàn)在正是中國(guó)必須完善空間天氣預(yù)報(bào)衛(wèi)星計(jì)劃的關(guān)鍵時(shí)刻，我們需要破釜沉舟的氣魄和行動(dòng)力，盡早研發(fā)出中國(guó)自己的空間天氣科學(xué)衛(wèi)星。