美國太空探索技術公司（SpaceX）于中原標準時間2月4日淩晨2時13分發射升空的49顆星鍊衛星，因受到地磁暴（geomagnetic storm）的影響，約40顆“星鍊”衛星無法進入軌道，“将會偏離或者已經偏離軌道。”
圖為2018年2月22日，在美國加利福尼亞州範登堡空軍基地，美國私企太空探索技術公司的“獵鷹9”火箭發射升空。這枚火箭除将一顆西班牙衛星送入軌道外，還将該公司衛星網際網路項目首批原型衛星送入太空，為搭建“星鍊”做準備。（新華社發，美國太空探索技術公司供圖）
美國有線電視新聞網(CNN)稱，目前尚不清楚為什麼SpaceX公司選擇在2月3日發射衛星, 因為美國太空天氣預報中心曾預測可能發生地磁暴。該中心先前警告，1月29日探測到一次強烈太陽耀斑活動，抛射出的物質和能量最早可能在2月1日到達地球，引發的地磁暴可能持續到2月3日。
據路透社報道，美國哈佛-史密森尼天體實體中心天文學家喬納森·麥克道爾9日表示，該事件是由太陽風暴造成的最大規模的衛星損失，以及首次因大氣密度增加而引發的大規模衛星故障，“據我所知，這是前所未有的，” 麥克道爾說。
太陽風暴為何會這麼厲害？
所謂“太陽風暴”，是指太陽活動導緻的太陽上層大氣射出超聲速等離子體帶電粒子流，它抵達地球附近後，可能引起地球磁場全球性的劇烈擾動，也就是所謂的地磁暴。
極光也源自地磁暴
此次引發大面積衛星失效的空間環境擾動過程的來源包括一次日冕物質噴發（CME）和後續的冕洞高速流，地球磁層的響應名額隻有2月3日和5日的兩次最小級别的地磁暴。但經過中國氣象局國家空間天氣監測預警中心的綜合分析則顯示，伴随着地磁暴過程，地球兩極地區的能量注入卻非常巨大，其規模超過了中等地磁暴所引起的能量注入。
國家空間天氣監測預警中心首席預報員薛炳森表示：“這種能量由地磁活動中被加速的高能粒子注入兩極區域，将能量傳遞給這裡的高層大氣，造成大氣的加熱，并向低緯擴散。底層大氣受熱膨脹，造成衛星軌道上的大氣密度增加，使得衛星所受阻力增大。”
正在部署中的星鍊衛星
據稱這些“星鍊”衛星受到的大氣阻力劇增，比地磁暴之前的阻力增加了50%。利用國家空間天氣監測預警中心的公開資料的分析顯示，與“星鍊”衛星相同軌道的衛星在2月3日和5日軌道衰減是平靜時段的3倍。
“正是因為沒有準确預估衛星軌道受影響的嚴重程度，處理方式不當，才引起了衛星無法進入預定軌道的事故。”薛炳森表示。
此次太陽爆發對大陸空間站、衛星有影響麼？
雖然此次太陽爆發事件對Spce X的“星鍊”衛星影響非常嚴重，但是其對大陸空間站和風雲氣象衛星影響不大。
因為其影響最大的是軌道高度300公裡以下的衛星，大陸空間站工作在400公裡左右的軌道，所受影響不大。國家空間天氣監測預警中心參加的國際民航保障結果也顯示，這段時間各項名額基本正常。此外，風雲氣象衛星和地面監測裝置也顯示電離層沒有産生顯著的擾動。
但是，從2021年下半年開始，太陽爆發活動明顯增加，不僅是發生頻率，對地球的影響也明顯增強了，這是太陽活動進入第25個高年的特征，今後幾年，太陽爆發活動會更頻繁地襲擾地球，程度也會更強。
“應對這種狀況的最有效手段就是準确預報，有了風雲系列氣象衛星和地面手段的加持，相信預報的準确性會有很大提高。另外，此次事件也顯示出我們對空間天氣事件的重視程度、分析評估能力和響應的力量已經較以往加強了許多。”薛炳森表示。
監測太陽，我們有“利器”
一直以來，太陽活動預報是空間天氣預報的一項重要内容。目前，在風雲氣象衛星上已經搭載多種監測太陽的儀器，并已經業務運作。
2021年11月2日風雲三号E星太陽X-EUV成像儀觀測到的耀斑爆發（圖檔來源：國家空間天氣監測預警中心）
例如：
01
風雲二号（FY-2）靜止軌道氣象衛星
其是大陸自主研制的第一代靜止氣象業務衛星，目前在軌的該系列衛星都搭載有空間環境監測器，監測太陽X射線和衛星軌道上的高能粒子通量及能譜，可用于監測太陽活動和靜止軌道高能帶電粒子輻射環境，對太陽耀斑、太陽質子事件進行警報和現報，進而直接反映太陽活動水準。
02
風雲三号（FY-3）極軌氣象衛星
2021年7月成功發射的風雲三号E星（黎明星）是大陸第一顆實作對太陽自主觀測的衛星。該衛星搭載了X射線和極紫外成像儀，可以實作從不同波長、不同溫度、不同高度對太陽進行全方位立體成像觀測，成為大陸監測太陽的又一利器。
未來将要發射的風雲四号C星也可以觀測X射線和太陽紫外輻射，與FY-3E星載觀測波段方面形成互補。
03
地基監測
目前大陸已經在關鍵地點建立太陽觀測台站，天-地監測太陽能力大幅度提升。
薛炳森表示：“風雲三号E星所搭載的太陽成像儀完整地監測到了此次CME和冕洞結構，國家空間天氣監測預警中心也準确地預測到了後續事件，同時也注意到了極區能量注入的異常。此次事件對空間天氣預報人員來說是一次很好的實戰演練，相信在天地一體化空間天氣監測體系的支援下，我們滿懷信心去應對未來的太陽爆發事件。”
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中國氣象報社 出品
專家顧問：中國氣象局國家空間天氣監測預警中心首席預報員薛炳森
作者：李慧
圖檔來源：國家空間天氣監測預警中心、部分來源于網絡
編輯：MOMO
稽核：段昊書 張興赢 馮小虎
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