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5000年前,《山海經》里“夸父逐日”的悲壯身影與“羲和御日”的恢弘想象,是中華文明對宇宙秩序的最初遐想。千百年來,這顆懸掛蒼穹的恒星,始終是中國人浪漫情懷與探索欲望的源頭。
當劉慈欣在《流浪地球》中描繪太陽劇變、人類被迫帶著地球流浪的末日圖景時,這種科幻想象恰恰擊中了當代最現實的憂慮:我們賴以生存的現代文明,其存續竟與這顆恒星的“情緒”息息相關。
太陽爆發如何威脅國家安全
現代天文學揭示的太陽,是一顆直徑約140萬公里、核心溫度高達1500萬攝氏度的巨大等離子體球。太陽表面如同沸騰的海洋,磁場線不斷糾纏、斷裂又重新連接,積蓄著足以撼動整個太陽系的狂暴能量。
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當積蓄的能量突破臨界值,太陽便會以兩種主要形式“發脾氣”:首先是太陽耀斑,它是太陽表面局部輻射迅速增強的現象。耀斑爆發釋放的能量,如同在太陽表面瞬間引爆無數超級氫彈,一次強烈的X級耀斑在幾分鐘內釋放的能量,相當于全人類數萬年消耗能量的總和,并且會以光速在短短8分鐘后抵達地球。更具破壞力的是日冕物質拋射——太陽會將數十億噸重的帶電粒子云,如同打噴嚏一般以每秒數百至上千公里的高速拋向太空,在大約1~3天后,跨越1.5億公里的距離,撞擊我們的家園。
近年有兩次嚴重的太陽活動事件為人類敲響了警鐘:2022年2月,太陽風暴導致地球高層大氣異常膨脹,使SpaceX公司(美國太空探索技術公司)剛發射的“星鏈”衛星如同沖入黏稠糖漿,其中40多顆未能進入預定軌道便墜毀。2024年5月,一場強烈的地磁暴導致北美農業陷入混亂——依賴GPS定位的智能拖拉機因信號干擾,定位誤差暴增,導致玉米播種推遲,農民們只能焦急等待太陽“息怒”。
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隨著科學技術的發展,現代國防的疆域早已超越陸、海、空的界限,擴展至太空與電磁空間。而這兩大新興高地,恰恰是受太陽活動影響最直接、最劇烈的區域。太陽爆發產生的高能粒子流會攻擊偵察、通信衛星,導致關鍵時刻情報中斷;太陽風暴會干擾衛星導航信號,使武器制導精度大幅下降,無人機失控;被擾動的電離層會扭曲雷達波,可能導致戰略誤判。如今,世界主要強國都已將空間天氣預報視為重要的戰備能力。
“羲和”“夸父”為國站崗
面對來自太陽的嚴峻挑戰,將空間天氣預報的主動權牢牢掌握在自己手中,已成為關乎國家航天事業發展與空天安全的戰略必需。長期依賴國外數據不僅存在風險,更無法滿足我們對精確、及時預警的迫切需求。為此,中國開始了現代的“逐日”計劃。
2021年發射的中國首顆太陽探測科學技術試驗衛星羲和號(CHASE),首次實現了空間太陽Hα波段光譜成像,它就像一位太空“CT醫生”,能精細觀測太陽低層大氣,讓我們能清晰窺見太陽低層大氣的精細結構和動力學過程。
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羲和號衛星模型
2022年升空的先進天基太陽天文臺夸父一號(ASO-S),則專注于監測“一磁兩暴”(太陽磁場、耀斑、日冕物質拋射),旨在理解太陽爆發的形成機制。這兩顆衛星標志著中國進入自主太空探日時代,構筑起空天安全的“預警前哨”。
展望未來,下一代夸父二號計劃實現國際首次太陽極區正面成像觀測,揭示太陽磁活動周起源和高速太陽風的起源;羲和二號擬駐守日地拉格朗日 L5 點進行前瞻監測,有望將空間天氣預警時間提前數天。
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夸父一號衛星模型
這條從神話通向星空的道路,正等待著新一代的接棒。仰望太陽,那里既有先人的夢想,也有一份等待青少年接過的、以科技守護太空疆域的責任。
你還知道哪些和太陽有關的中國神話?如果讓你設計探日衛星,會給它加什么“超能力”?快來評論區聊聊吧!
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責任編輯|段雯娟 趙青云
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圖文來源 | 《知識就是力量》雜志《從太陽爆發到空天安全:“羲和”“夸父”為國站崗》,撰文/段疊 方涵先(國防科技大學前沿交叉學科學院),原文有刪改,原創作品轉載請注明來源。
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