太阳耀斑对卫星有什么影响?

我们星球上方的空间可能看起来寒冷而空旷，但每时每刻都有一个时速100万英里的大漩涡从地球上呼啸而过。它被称为太阳风，是太阳不断喷射出的带电高能粒子。其中大部分都被地球磁场无害地击退，保护了我们和我们的8000颗卫星。但有时太阳会爆发出更猛烈、更危险的东西，几秒钟内就能摧毁一颗卫星。在这里解释一下这种威胁，以及我们能做些什么，前美国宇航局实习生，加州格里菲斯天文台的向导，罗斯玛丽·威廉姆斯。

迷迭香-太阳耀斑发生时，太阳的磁力线，他们都扭曲了。太阳的磁力线已经非常非常混乱，有时它们会被扭曲。当这种情况发生时，太阳会喷射出大量的能量。如果我们处在这种被称为太阳耀斑的巨大能量爆发的路径上，它会影响卫星等东西，地球上的极光可能会更强，在非常非常极端的情况下，它可以摧毁卫星和它们的通信。它可以影响地球上的无线电GPS。所以，你知道，从每天发生的非常非常小的太阳耀斑到19世纪50年代末发生的卡灵顿事件这样的大型太阳耀斑，如果发生在今天将是非常具有破坏性的。但这是我们想到的最重要的一个。

这些太阳耀斑实际上是太阳风的类固醇，还是它们是不同的效果?

迷迭香-我觉得它们有点不同。太阳风只是以带电粒子的形式出现。这些来自太阳的离子被吹走了。但是太阳耀斑发生的时候，磁场的扭曲导致了抛射。有时物质被称为日冕物质抛射，但有时只是辐射或光，也就是太阳耀斑。

为什么这对我们的卫星有害?

迷迭香-有几件事。首先，当粒子带电荷运动时，就会产生电场。所以当这些粒子经过卫星上敏感的电子设备时，就会扰乱这些电子设备。它可能会导致通信中断，仅仅因为它们很小。因此，过多的精力是非常有害的。第二件事是，这些带电粒子轰击我们的大气层，它们实际上电离了我们大气层的上部，也就是电离层。它吸收了所有的能量。当太阳风暴非常强烈时，很多粒子就会被电离。它的作用是使卫星所处的大气层变厚。卫星每天都会与粒子相互作用，但不是很多。 But when you have these huge solar storms, it makes that ionosphere thicker, which causes drag of your satellites and can actually cause them to deteriorate in orbit and crash back down to earth, which you also really don't want.

克里斯-当然。那么我们该怎么办呢?有没有什么物理上的措施可以检测到它的发生并给我们一些预警或阻止后果?

罗斯玛丽:你可以为太空中的卫星和宇航员以及地球上的人做一些事情。所以对于卫星来说，它们要做的是保护它们免受太阳耀斑的伤害，特别是如果它们知道它们会在太阳活动频繁的时候活跃起来，发回数据，它们会用铝来保护那些敏感的电子设备，只是为了保护这些方面。第二件事是，如果宇航员在国际空间站上有被太阳耀斑击中的危险，或者如果我们要执行阿尔忒弥斯任务，回到月球，这些宇航员不会受到地球磁场的保护。所以他们想要加强这些船只，确保有良好的辐射防护。美国宇航局和欧洲航天局一直在观测太阳，寻找太阳风暴和太阳耀斑，你可以通过寻找太阳黑子来预测太阳风暴和耀斑的发生时间，太阳黑子是太阳上较暗的区域，它们表明磁场周围有很多活动。当你有很多磁场活动时，你会得到太阳耀斑，日冕物质抛射，所有这些。

克里斯:当我们做这种太空天气预报的时候，我们会得到多少预警呢?你刚才说天文学家在密切关注太阳的活动，寻找危险或预警信号，我们在看到这些信号之前需要多少时间?

罗斯玛丽-我不确定确切的时间。我知道光从太阳到地球大约需要8分钟，但我认为坐在太阳上的科学家能够提前几天预测。但除此之外，我不太确定。

Chris:这段时间足够把你一直在谈论的缓解措施落实到位吗?

罗斯玛丽:所以那不是，这就是为什么我们对这类事情积极主动是非常重要的，因为太阳耀斑和日冕物质抛射是不可避免的。所以我们需要为这些事件做好准备。

克里斯-只是我们在不知不觉中把生命的大部分都输出到了天堂。我举了一个自动取款机的例子，它和GPS系统是一起的，只是为了得到一个时间代码，这样他们就知道什么时候给你钱了，没有时间代码他们就不能工作，否则人们就会抢劫银行。我们有股票交易所，交易股票，他们根据来自太空的时间签名进行精确的交易。这只是两个金融方面的例子。你可以想象一下，如果发生这种情况，我们在太空中有伊隆·马斯克想要看到的卫星负担，我们将不可避免地把更多的生活输出到太空，如果出了什么问题，情况会很快变得非常糟糕，不是吗?

迷迭香-可能会很恶心。我的天文学教授总是说，你可以在没有手机的情况下生活几天，甚至几周。但真正伤害社会的是没有冰箱的生活。我们真的依赖于能够获得新鲜的食物，如果太阳耀斑进入，如果电网没有准备好，我们真正需要关注的是确保人们仍然能够获得新鲜的食物和水。甚至不一定像笔记本电脑或手机那样。这是人类的基本需求。