中国对太空天气预报的研究已经步入到一个新时代

　　去年11月，继双星计划之后，中国科学家再次提出“空间风暴探测计划”，这个计划的三颗卫星将在2010年升空，再加上2006年太阳望远镜“中国眼”的升空，中国对太空天气预报的研究已经步入到一个新的时代。

　　双星计划

　　2002年12月30日，在中国西昌卫星发射中心，“长征二号丙”改进型运载火箭发射升空，火箭里面搭载的是一颗赤道卫星。2004年7月25日，又一颗卫星也顺利升空，与上一颗卫星不同，这是一颗极轨卫星，两个卫星是姊妹星，大致构造基本相同，只是内部装载的设备功能不同，这就是中国的“双星计划”。

　　“双星计划”全称为“地球空间双星探测计划”，其中的赤道卫星和极轨卫星上分别载有9台和10台探测仪器。赤道卫星的轨道为近地点550千米，远地点9万千米，倾角约28.5度；极轨卫星的轨道为近地点350千米，远地点3.8万千米，倾角约90度。两颗卫星遥相配合，将构成很有特色的星座式探测体系。它们的探测目标是地球上空来自于太阳的空间磁暴。

　　太阳在爆发的时候，内部的物质会向外喷射，由于太阳也在自转，这些爆发出来的物质呈阿基米德螺旋线向外抛射，它们会随同太阳风一起扫过辽阔的空间，当它们到达地球附近的时候，就会与地球的大气层发生反应，引起一系列地球外层空间的物理变化，这就是我们所说的空间磁暴，双星计划就是要探测空间磁暴。

　　这个探测计划一出笼，就吸引了欧洲航天局的关注，经过双方的磋商，中国的双星计划开始融入到它们正在执行的星簇计划中。目前，双星计划进展顺利，取得了一些阶段性的成果，这个计划的执行，也使中国培养出一批高素质的相应人才。万事都已具备，于是，中国又提出了有关太阳与地球关系的另一个计划，那就是空间风暴探测计划。

　　空间风暴探测计划

　　2004年11月22日，在海南举行的“太空与人类文明的未来”会议上，“空间风暴探测计划”倡导者、“双星计划”首席科学家刘振兴详细介绍了这个计划的内容。

　　这个计划是要对太阳风—磁层—电离层—热层场—粒子在同一轨道面上进行同步协调探测，形成联合探测系统。这是人类首次实现这样的探测任务。从它的目的来看，它也是针对近地空间的，是研究太阳磁暴对地球大气层影响的，所以这个计划也是为太空天气预报服务的。由于有了它的预报，将会保障卫星的生命安全，提高卫星的寿命。它还将会提高通讯效能，保障无线电通讯系统的正常工作。除此之外，这个计划还会进一步推动空间物理研究，使太空天气预报这个研究领域不断有所开拓。所以这个计划一出笼，也被列入到国际组织的“国际与日共存”计划，使它成为国际研究的一部分。

　　该计划由三颗探测卫星组成，其中一颗离地球700公里左右，主要是探测地球电离层和热层；一颗离地球5万公里左右，主要是探测近地磁层；最远的一颗距离地球约15万公里，探测地球磁层外太阳风区域，这样的组合使它的观测范围十分宽广。这三颗卫星的轨道倾角都是65度，搭载31台探测仪器。按照中国的现有能力，它们可以用一枚火箭一次发射升空。这样就使三颗卫星一步到位，实现同步观测，弥补了“双星计划两颗卫星的发射间隔半年，中间不能实现配合观测的遗憾。

　　“空间风暴探测计划”将于明年三月完成第一阶段的方案设计，九月举行可行性论证评审会，明年年底向国家申请立项，争取在2006年6月启动，2010年前后发射。这样的发射时间有着特殊的意义，因为到那个时候，在太空中执行相似任务的探测设备都已经寿终正寝，其中也包括欧洲的星簇计划。所以那个时候，中国的“空间风暴探测计划”将会成为太空天气预报的主要角色。

　　太空中国眼

　　双星计划和空间风暴探测计划所关注的都是近地空间的物理状况，但是不要忘记了，造成地球近地空间变化的都是太阳，是太阳发射出来的太阳粒子造成的地球磁层变化，所以，要想彻底研究太空天气预报产生的根源，还要研究太阳本身。为此，中国将要发射一颗天文观测卫星。

　　这个一个天文探测卫星，其实就是一个太空望远镜，但是，与威名远扬的哈勃望远镜比起来，又有着本质的区别，因为它的主要观测对象是太阳，它观测的范围涉及到太阳辐射的所有波段。这么强大的能力使它赢得了“中国眼”的美名。作为太空望远镜，它不需要休息，所以它的观测是连续性的，有了中国眼，中国的科学家可以观测太阳耀斑的爆发过程。这个爆发过程发生在太阳表面，包括日冕，太阳上的米粒组织、针状体，还有黑子的形成和运行趋势。

　　“中国眼”主要由国家天文台负责研制，这项工作早在二十世纪九十年代就已经开始，那时候，中国已经在有关太阳观测领域取得了一系列优异的成绩，目前该项计划进展顺利，在2002年，关键系统部件就已经完成，与此同时，样机也研制完毕。

　　按照国家天文台的计划，“中国眼”将于2005年以后发射升空，在距地750公里的太阳同步圆形极轨上以始终指向太阳的姿态运行。“中国眼”的口径是1米，但是，这已经是最大的专门观测太阳的望远镜了，如果说前两个计划都是研究空间磁暴的话，“中国眼”就是要研究空间磁暴产生的根源，它将使我们提前做好太空天气预报的准备工作。它的造价达到30亿元。在国外，也没有这么大的空间望远镜用来专门研究太阳。它升空的那个时刻，就表明，中国成为了一个研究太阳物理变化过程的强国，也是一个研究有关太空天气预报的强国。

　　中国成为太空天气预报的主角

　　除了这三个计划之外，中国还在参加亚太小卫星计划和子午链工程计划，它们都与太空天气预报息息相关，属于日地关系研究范畴。我国正在实施知识创新工程，中国科学院已将空间科学和空间技术列为创新的重点领域之一，更多的空间物理计划也在酝酿之中。这一系列计划的实施，将大大提高中国在太空天气预报方面的能力和地位，中国也有望成为未来太空天气预报的主角。

　　(稿件来源：国家航天局官方网站)