太阳风暴如何影响航空航天活动？

    现

    代的航空航天活动日益频繁，长途飞行、火箭发射、载人航天、航空遥感、空间地球物理勘探、宇宙探索、卫星导航等，而且涉及每个人的日常生活和国民经济的方方面面。可是，大家知道吗？距离地球1.5亿千米以外的太阳直接影响我们的上述航空航天活动，有时甚至会给我们带来非常严重的损失。那么，太阳风暴又是如何影响着我们的航空航天活动的呢？

    我们知道，太阳活动产生的太阳风暴中包含三种不同成分：增强的电磁波辐射、高能带电粒子流、快速等离子体云，它们分别先后对近地空间环境产生三轮冲击。可带来下列危害：

    （1）破坏微电子器件：每一颗太空飞行器都是成千上万个电子元器件的集合体，它们的稳定运行才能保证太空飞行目标的实现。然而，高能带电粒子到达近地空间后，能穿透卫星

    外壳和保护层，给卫星平台和携带的有效载荷产生多种辐射效应，可引起微电子器件逻辑错误，造成程序混乱，严重时可能造成器件内部短路、击穿；也可能引起器件材料性能衰退，成像系统噪声增加，太阳能电池效率降低。快速等离子体云激发的地磁暴可引起卫星的充、放电现象，放电脉冲能干扰、破坏电子元器件的正常运行。如果不对卫星进行合理的防护设计和科学的在轨管理，太阳风暴可能对卫星造成巨大影响，严重时甚至能导致整星失效。

    （2）伤害宇航员的健康乃至生命：高能带电粒子主要通过两种机制危害人体的细胞组织，一是直接造成生物活性大分子断裂、脱落，导致直接损伤；二是与身体中大量的水分子发生作用，产生自由基，进一步与其他生物分子发生化学反应，造成间接损伤。不过，最终的人体辐

    射效应危害非常复杂，其严重程度主要与所受到的辐射剂量大小有关。在低剂量辐照时，高能粒子能诱导人体细胞变异，变异细胞可发生遗传变化或导致癌变等严重后果；而高剂量的高能粒子辐射会引起皮肤、骨髓等器官的

    急性损伤（比如引起白内障），严重时甚至会危及生命。而太阳质子事件正是航天员在空间环境中面临的最危险的因素。为了保障在轨航天员免受高能粒子辐射的严重影响，载人航天任务实施过程中采取了大量的辐射防护措施，包括对太阳质子事件进行监测预警，制订各种情况下飞行计划与操作预案，在航天器中建造专门的辐射避难装置，等等，以使航天员受到的辐射尽可能地降低到安全程度。当遭遇到特大太阳质子事件时，仅依靠航天器本身的整体防护是远远不够的。为降低潜在的特大太阳质子事件构

    成的辐射危险，实施航天员的个体防护是普遍的做法。如在航天器舱内建造一个小的辐射应急屏蔽室。屏蔽室的质量厚度可以大一些，当发生特大的太阳质子事件时，航天员可以躲进由超强聚乙烯材料做成的屏蔽室内以降低接受的辐射剂量。另外，在舱壁内装备上水墙也可以保护舱内工作人员免受辐射威胁。（3）改变卫星姿态和降低卫星寿命：增强的电磁波辐射，主要指紫外线和极紫外线辐射的增强和能量注入的增加会使得地球大气层膨胀，增加了低轨卫星的大气阻力，让它们提早坠落。高层大气密度增加会改变在轨卫星的运行姿态和轨道高度等。几个小时内的强烈太阳风暴就能使人造卫星的寿命缩短大约两年。同时，电离层因增强的电磁波辐射和快速等离子体云的注入而膨胀、电离度增加，从而使得上、下传信号的传

    输发生故障。

    自从1957年，人类首次进入太空以来，曾多次发生卫星运行受到太阳风暴影响的事件。因太阳风暴的冲击而导致卫星失效的事情也不乏其数。2000年7月4日的巴士底太阳风暴事件就使多颗卫星发生故障，一颗卫星失效。曾使美国GOES-10卫星上携带的高能γ射线望远镜的电子传感器发生故障，导致数据无法下传传输；探测太阳风的ACE卫星上的一些传感器也发生了临时性故障；SOHO卫星的太阳能电池板输出永久性退化，卫星减寿一年；WIND卫星的主要传输功率有25%永久丢失；日本AKEBONO卫星的计算机遭到破坏。日本用于研究宇宙学和天体物理的X射线天文卫星ASCA也因这次事件而失去高度定位，导致太阳能电池板错位而不能发电，于2001年3月提前坠入地球大气层。