中欧联合推出“微笑“卫星计划,探索空间天气之谜!

2018-10-15

  地球,是人类共同的家园。20世纪50年代,人类走出地球探索太空, 最初的发现之一就是地球大气之外的地磁圈。

  地磁圈如同一把雨伞, 阻挡了太阳喷射的高速粒子,避免带电粒子流将能量传输至大气层中的气体分子,从而使气体分子无法逃离地球的重力牵引。如果没有这种保护伞,地球将和火星一样,大气被太阳风吹走,液态水无法保存。

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  太阳剧烈活动时,来自太阳风的能量会穿过地磁保护伞,在地磁圈内释放,引起各种能量剧烈爆发的现象,叫做“空间天气”。与传统“天气”概念不同的是,空间天气是一个近地空间环境变化的概念,涉及空间等离子、磁场和辐射等现象。在太阳系内,空间天气主要受太阳风的风速和密度、以及太阳等离子体带来的行星际磁场三者的影响。

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  空间天气对人类生活造成的威胁与危害是多方面的,会影响通讯、卫星、导航、宇航员活动以及地面和空间的科技设施。历史上,强烈的空间天气曾导致多颗卫星失灵,造成通信和地面电网中断,对航天器测运行产生巨大影响。随着现代社会越来越依赖空间高科技设施,理解和掌握空间天气成为紧迫需求。人类进入太空时代已有半个多世纪,但空间天气过程仍然是难解之谜。

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  不过,这一现状将迎来改变。中国科学院与欧洲空间局联合推出“微笑科学卫星”计划——“太阳风—磁层相互作用全景成像卫星计划”(SMILE)。

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  “微笑”卫星将首次利用软X射线“照相”,结合卫星实地探测,首次对太阳风和地球磁层之间的相互作用进行全球成像,研究太阳风能量如何进入地磁保护伞,引发空间天气。

  除此之外,“微笑”卫星采用大倾角、大椭圆轨道,它的极紫外成像仪有更好的精度,更低的阈值和更好的太阳光抑制度,与X射线成像,磁场、等离子体的原位测量一起,将给日地空间物理学研究带来一场革新,并在预测及减轻空间天气灾害方面具有直接的推动作用。

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  2015年,“微笑”卫星计划在中欧联合遴选中脱颖而出,欧空局和中国科学院将开展全面深度合作。来自全球几十个国家的科学家参正进行国际协作,参加“微笑”卫星的研究。未来,卫星获取的科学数据将会完全开放共享。

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