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　　中新網9月25日電 《中國氣象報》刊發(fā)中國氣象局國家空間天氣監(jiān)測預警中心專家宗位國的文章，對空間天氣如何影響“神七”運行作了詳細分析。

　　　電離層：雙向影響“神七”游太空

　　文章認為，當利用無線電電磁波進行遠程通信、衛(wèi)星導航定位和測控時，頻率不同的電波信號會在不同程度上受到電離層的折射、反射及吸收。在太空中，電離層會雙向影響到“神七”的暢游。

　　首先，電離層會通過“附加延遲”和“閃爍”來影響衛(wèi)星的導航定位和測控等功能。衛(wèi)星超高頻導航定位信號在電離層中傳播時會被電離層折射，傳播路線是略有彎曲的曲線而非直線，這一曲線的長度與衛(wèi)星到觀測臺站之間的直線距離之差，即為電離層的附加延遲，電離層的附加延遲是目前GPS導航定位最大的誤差源。電離層閃爍是指由電離層內不均勻體導致的無線電信號相位和幅度快速的起伏和抖動，它會影響衛(wèi)星的導航定位，甚至導致信號的失鎖。

　　而在通信上，短波信號會被電離層反射，當短波通信所用頻率超過了一定范圍，信號將穿過電離層，射向外太空，導致地面接收不到信號。目前處于太陽活動低年，電離層臨界頻率很低，當發(fā)生電離層暴時電離層臨界頻率會進一步降低。

　　當發(fā)生大的太陽耀斑時，電離層D區(qū)會發(fā)生異常吸收，造成頻率由低到高逐漸中斷，此時，應使用較高的通信頻率。

　　高層大氣：不容輕視的阻力

　　文章指出，由于“神舟七號”在低地球軌道運行，再加上飛船體積龐大，大氣阻力不可忽視。一般情況下，大氣的密度決定其阻力，盡管在飛船的軌道設計中已經考慮了這一因素，但是高層大氣密度會因為突發(fā)性空間天氣事件的發(fā)生而出現意想不到的變化，從而影響飛船的飛行軌道，并對定軌造成影響。

　　能引起高層大氣密度變化的突發(fā)性空間天氣事件是地磁暴。地磁暴期間，飛船軌道的大氣密度會升高一個數量級以上，飛船的阻力大大增加，導致飛行速度放緩，飛行軌道迅速下降。2003年10月底，地磁暴就造成“神舟五號”的留軌艙軌道高度下降300米，若沒有及時進行軌道維持，飛船會提前隕落了。

　　地磁暴的源頭可以追溯到太陽活動。太陽上突發(fā)性的大爆發(fā)或是冕洞均會引發(fā)地磁暴。根據8月27日國家空間天氣監(jiān)測預警中心預報的結果，9月19日前后地磁活動可能活躍，10月2日前后可能出現小磁暴，其余時間地磁活動以平靜為主，根據推算，10月初的高層大氣密度會有所增加。

　　神舟飛船飛行期間，許多實驗需要機密定軌，因此，高層大氣監(jiān)測預報的主要任務是密切監(jiān)視軌道大氣的演化，推算軌道的動態(tài)變化，為神舟七號的順暢運行提供有力的保障。

　　　　空間輻射：航天員的健康“殺手”

　　文章稱，空間輻射包括X射線、紫外線以及各種高能帶電粒子，這些輻射通過大氣到達地面前已大大減弱，對人類的健康不會形成什么危害。但在“神舟七號”的飛行高度上，大氣層的防護大大減弱，空間輻射就成了航天員健康的潛在“殺手”。

　　為了保護航天員的安全，飛船的船艙已經考慮了抗輻射能力。而航天員在艙外進行太空行走時，必須穿著制作精良的航天服，以避免直接暴露于復雜的空間輻射環(huán)境下。

　　為了最大限度減若空間輻射，即便航天服的抗輻射能力很強，合理的出艙時機仍然很重要。 例如，在“神七”的飛行高度上，空間輻射強度并不是一成不變的——大部區(qū)域輻射通量相對較低，但南大西洋異常區(qū)空間輻射通量會大大增高。

　　顯然，通過對空間輻射環(huán)境的實時監(jiān)測并配合軌道計算，就可以使航天員在空間輻射通量較低的環(huán)境下進行艙外太空行走，從而避免航天員在南大西洋異常區(qū)進行艙外活動。

　　此外，在太陽活動爆發(fā)期，空間輻射的通量將大大增強，在這種瞬間增加的空間輻射下，航天器以及航天員都會經受空間輻射的考驗。

　　在2006年12月13日的一次較大的太陽活動爆發(fā)中，美國宇航局就曾緊急命令正在太空行走的航天員進入空間站，以躲避空間輻射增加所可能造成的傷害。

　　　空間碎片：航天器致命的威脅

　　空間碎片，是指人類在空間活動過程中遺留其中的廢棄物。到目前為止，數千個大型物體、數萬個中小型物體和數千億的微粒物質被遺留在外層空間，它們除了導致微流星體的危害外，還在地球周圍形成了人造的空間碎片層。

　　空間碎片的撞擊會對航天器的運行構成嚴重危害，多數情況下，這些危害都是致命的。而各種不同尺寸的空間碎片會對航天器的不同部分產生多種類型的損害：微小碎片累積效應會改變敏感元件的性能；撞擊產生的等離子體會破壞航天器供電系統(tǒng)；航天器受較大空間碎片撞擊會導致穿孔、容器爆炸、破裂、甚至結構解體。

　　此外，航天員在進行艙外太空行走時，也受到空間碎片的威脅。速度為10公里/秒的0.5毫米的碎片就可以穿透標準的航天服，造成人員傷亡。

　　目前，空間碎片已對人類的航天活動造成了一定影響——美國航天飛機平均每次飛行都要更換1.41塊舷窗；和平號空間站曾經由于舷窗被碰壞，無法拍攝高質量的地球表面照片；由于空間碎片的撞擊，某些衛(wèi)星的星體表面嵌入了直徑為幾毫米的殘片。

　　300公里到2000公里之間是空間碎片密度最高的區(qū)域，“神七”的飛行軌道就處于此區(qū)域。因此，監(jiān)測空間碎片是“神舟七號”飛船空間天氣保障的重要內容。 (作者：宗位國)