美国空军系列报道之四：美国空军重视太空天气预报

【美国《航空和空间技术周刊》９月１日一期文章】题：操作人员对太空天气预报予以高度评价　　
美国国防部为提高军事行动能力和对太空资源日益增多的依赖，大大增加了对太空“气象”环境变化进行监测和预报的重视。对太空气象影响进行预测和向作战部队发出警报已成为美国空军空间司令部重点考虑的问题。　　
研究的主要目标是太阳的活动，包括太阳表面的耀斑和物质喷射。这些活动以电磁辐射（从无线电波到Ｘ射线）、高能质子和行星际太阳风变化的形式释放出能量。地球轨道卫星的传感和电子系统在受到其中任何一种因素影响的时候，都会出现严重恶化或功能异常的情况。例如，在１９８９年３月太阳发生的一次大规模质子释放过程中，Ｇｏｅｓ—７（地球同步轨道环境卫星）气象卫星携带的太阳能电池被太阳“沙暴”损坏了一半，卫星的正常使用寿命也因此缩短了一半。　　
地球目前正处于一个几乎没有太阳耀斑和爆发的太阳活动平静期，但太阳活动可能会在１９９８年晚些时候开始增强，在２０００年达到顶峰（也叫太阳活动最大期），然后持续到２００３年结束。这些活动可能会使商用和军用卫星系统的工作中断，影响战斗部队的通信、导航和侦察。　　
美国空军官员说，造价昂贵的防辐射处理器在一些军用卫星或通信系统中的使用现在已较以往减少。另一个令人担忧的问题是，航天器上现在越来越多地使用由更小元件组成的微型电路，使它们更容易受到带电粒子的破坏。　　
驻在福尔肯空军基地的第５５太空气象中队最近完成了从空军气象勤务部队向该军种空间指挥机构的转变，它现在被视为作战机构，而不是辅助机构。第５５太空气象中队通过多种渠道收集太空环境数据，这些渠道包括在地球同步轨道、半同步轨道和低地球轨道上运行的民用和军用卫星上安装的高能粒子传感器和美国地质勘探局控制的磁强计网络。该中队还操纵着一个由分布在世界各地的观测站组成的、专门对太阳进行观测的网络，这些观测站可通过研究光波和无线电波的波长来监测太阳的活动。许多观测站已经在７０年代的基础之上进行了改进，安装了更先进的传感器和通信设备，因为人们已经认识到，现代作战部队严重依赖于可靠的太空资源。　　
作为测量数据和分析值的一种手段，第５５太空气象中队必须每隔不到２分钟就报告一次太阳耀斑活动的监测结果。太阳活动的某些特定影响可在几分钟内被感知，其他一些活动可在几小时后被测到。这些活动会增加大气对卫星产生的不利影响，改变卫星的轨道高度，还会使航天器表面带电，毁坏传感器和太阳能电池板，使长途通信特别是高频联系中断。　　
第５５太空气象中队提供的警报不仅限于对太阳活动高潮期的预测。即使在太阳活动最弱的时期，高能质子等放射物也会对航天器造成破坏，需要对异常情况进行预报、分析和解释。　　
尽管人们对太空环境影响及其作用有了进一步的认识，但对具有潜在破坏性的事件进行预测则刚刚起步。第５５太空气象中队指挥官图雷克说：“太阳活动的长期预测技术目前所达到的水平至多是中等水平。”尽管第５５太空气象中队两年来获得了几部精密的计算机模拟工具，但一位官员说，现在模拟太空环境的能力“与五六十年代模拟大气气象的水平大体相当”。