组成电离层星座 俄将发射磁暴预测卫星

2024年5月23日
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【《透视俄罗斯》消息 】俄罗斯科学家已做好发射可预测磁暴“电离层”(Ionosfera)卫星的准备,四颗卫星中的头两颗将于11月发射。这些卫星将研究空间气象,预警与太阳活动和臭氧洞有关的危险。此外,在其帮助下,科学家们还能预测地震。为什么这种卫星获得了一个新的空间仪器学名词?
Model of the Ionosphere-M spacecraft (Ionosonde project)
“电离层-M”卫星模型(“电离探测”项目) 来源:俄罗斯科学院空间研究所
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电离层星座

俄罗斯四颗“电离层”卫星中的头两颗将于今年入轨,发射时间定为11月。它们将启动一个名为“电离探测(Ionozond)”的国家卫星星座,系统性研究上层大气并预测空间气象。俄罗斯科学院空间研究所(IKI)是卫星星载设备的主要开发单位。该所专家介绍了这个项目的重要性及这种卫星获得一个新空间仪器学名词的原因。据专家介绍,准备发射的每颗卫星中有8台科研设备用于收集电离层中的有关数据。电离层是地球外圈层之一,距地球表面50至2000公里。电离层中有自由电子、正离子和负离子(失去或吸附电子的原子)。这些粒子是紫外线和宇宙射线照射大气中的气体形成的。

“电离探测”星座将由五颗卫星组成,其中四颗为“电离层-M”,成对分布在两个垂直轨道上,高度820公里。它们与太阳同步,因此将与地球上的某些时区“绑定”。第五颗卫星“探测器-M”(Zond-M)将形成补充。“电离层-M”卫星将两两发射。预计后两颗将在头两颗发射半年后入轨。“探测器-M”卫星将于2025年以后投入使用。IKI太阳天文学实验室主任库津(Sergey Kuzin)介绍这个项目的概念。他说:“这个项目的目的是发射监测太阳活动的卫星并建立一个研究地球外层的卫星星座。”

来自太空的威胁

库津说,电离层对外部因素很敏感,比如太阳活动、星系粒子和地磁波动。太阳耀斑产生巨大辐射,从而对载人航天构成严重威胁。同时,电离层扰动能引发地磁暴,影响人的生活和技术设备运行,尤其是远程医疗、无人驾驶、物联网等现代技术不可或缺的通信和导航设备。库津说,俄罗斯地处电离层不稳定的高纬度地区,因此研究电离层尤为重要。

IKI空间地球物理部首席研究员普利涅茨(Sergey Pulinets)说:“电离层卫星上的主要仪器用于在不同频段对近地空间进行全面探测,它们发射脉冲并记录电离层反射信号。其他仪器用于测量电磁场和辐射。此外,研究特别现象的设备所获数据也将很有意思。”他举例说,这样的设备包括研究银河系射线的仪器。银河系射线是从太阳系外进入太阳系的高能粒子。这种现象很罕见,但对探索深空非常重要。此外,这些粒子对微电子设备也具有危险性。

星载设备还包括测量大气臭氧浓度的科研仪器。它们可识别太阳辐射强度在近紫外波段区增加的臭氧洞,这种辐射对人体有害,因此具有现实意义。普利涅茨宣布,“探测器-M”卫星将携带一组日冕仪天文望远镜。在其帮助下,专家们能在早期阶段探测到太阳等离子云爆发,并提前预测其与地球电离层的碰撞,这种碰撞会引发强烈地磁暴。

预测地震

普利涅茨说,电离层对火山爆发、地震和飓风等来自“下面”的扰动也很敏感。今天,科学家们已开发出基于空间数据预先识别地震前兆的方法。俄罗斯国立伊尔库茨克大学天文台台长亚泽夫(Sergey Yazev)说:“我国建立空间天文台拥有丰富经验。‘预测’‘Interbal’和‘Koronas’系列卫星已研究了近地空间的许多参数。我们掌握了研究磁暴、等离子云、太阳辐射和许多其他高层大气现象的方法。重要的是,新卫星将在更全面的基础上继续这些工作。”他说,“电离层”卫星将能快速评估地球磁层和电离层状况。但这些数据不适合预测空间气象,为此需观察主要扰动源,也就是太阳,因此发射“电离层”卫星后要继续发射“探测器-M”卫星。

俄罗斯水文气象局实用地球物理研究部副部长科托纳耶娃(Nadezhda Kotonaeva)说:“‘电离探测’星座主要由服务卫星组成。它们组合在一起可对空间气象进行系统性监测。但值得指出的是,前5颗卫星构成的是必需的最小星座。其获得的数据还需补充计算机模拟数据及来自其他卫星和天文台的数据。因此,未来电离层卫星网络将扩大三四倍。”

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安德烈·科尔舒诺夫(Andrey Korshunov)

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