航天員出艙前要看空間天氣預報嗎？

不管是過去還是現在

人類從未停止對星辰大海的探索

作爲人類的“太空家園”

空間站對於開展多領域空間科學實驗

和技術試驗、空間應用

乃至探索宇宙都意義非凡

航天員和飛船

身處在宇宙中時

很可能會遇到一些

危險的“不速之客”

其中就包括

空間天氣

那麼問題來了

空間天氣包括關注太空的溫度嗎？

飛船在太空中會受到哪些空間天氣影響？

航天員出艙需要看“空間天氣預報”嗎？

太陽打個“噴嚏”，地球就“感冒”？

1859年9月1日，英國天文學家理查·卡林頓在觀測太陽黑子時發現其周圍突然出現極爲明亮的條狀白光。數分鐘後，英國格林尼治天文臺和基烏天文臺都監測到地磁場的劇烈波動。17個半小時後，地磁波動強度“爆表”。

空間天氣示意圖

同時，全球多地電報臺站的發報機在閃着火花，而平時一般只在南北極地區才能見到的極光，一直延伸到了古巴和夏威夷。這就是人類遇到的最強空間天氣太陽風暴——“卡林頓事件”。

美輪美奐的極光也是由空間天氣引起的

美國有報告稱，40%的航天器故障與空間天氣有關。與地球上陰、晴、雨、雪、幹、溼等天氣一樣，空間天氣也有“風”“雨”等現象。不同的是，空間天氣中的“風”是高速運動的等離子體流，而不像地球上是流動的空氣團；空間天氣中的“雨”，也是由磁層沉降的帶電粒子組成，而不是地球上雲霧凝聚成的大小水滴。

而太陽正是所有空間天氣現象的“始作俑者”。

太陽的外層大氣從太陽表面噴出，形成充盈整個太陽系的太陽風，地球就浸泡其間，只不過有地球磁場作爲天然屏障，我們才得以生存。

太陽風是從太陽上層大氣射出的超聲速等離子體帶電粒子流

太陽不僅會“刮”太陽風，偶爾還會“爆發”一下，來一場太陽風暴。一次太陽風暴釋放的能量，相當於10萬至100萬次強火山爆發或上百億枚百噸級氫彈的爆炸效果。

太陽黑子

總之，太陽活動會導致太陽風和地球空間環境產生各種變化，從刺眼的耀斑到讓信鴿迷路的磁暴，從“暴脾氣”的高能帶電粒子流到威力驚人的“太陽海嘯”——日冕物質拋射，這些都是航天器可能會碰到的危險因子。

不同波長下五彩繽紛的太陽耀斑

如何與冷血的“黑暗之手”對抗？

7月4日，神舟十二號乘組航天員劉伯明、湯洪波身着中國自主研製的新一代“飛天”艙外航天服，先後從天和核心艙節點艙成功出艙。

7月4日，實拍北京航天飛行控制中心大屏中國空間站航天員首次出艙

艙外與艙內的環境截然不同。出艙後，航天員就進入一片“危險之地”。

國際航空聯合會將100公里的高度定義爲大氣層和太空的界線，即“卡門線”，“卡門線”之外的部分稱爲太空。

太空是一個接近真空的環境，沒有物質分子的運動，熱量很難進行傳導，因此空間溫度極低。通過對宇宙微波背景輻射進行測量，科學家計算出太空的平均溫度爲-270℃左右。

如果航天員不穿航天服就走出艙外，後果非常可怕。由於沒有氧氣和外部氣壓，人類在15 秒甚至更短時間內就會昏迷，血液和體液會“沸騰”，組織和器官會膨脹，不僅會遭受極端溫差帶來的傷害，還可能受到宇宙射線、帶電粒子的攻擊，以及高速移動的微小塵埃、岩石（微流星體）或空間碎片帶來的撞擊。

空間天氣對地球及衛星產生影響示意圖

那麼空間環境的變化對飛行器的影響又有多大呢？

影響低軌道飛行器運行安全的軌道空間環境主要是大氣環境、高能輻射環境等。當太陽輻射突然增強或者發生地磁暴時，高層大氣密度會迅速上升，導致低軌道上航天器的阻力增加，從而改變航天器的正常運行軌道，增大航天器定軌和軌道預測的誤差。

除高層大氣阻力影響航天器的軌道和壽命外，還有這些因素也會帶來破壞——

原子氧剝蝕破壞航天器材料；出現在地球附近的微小流星體，以及來自各種航天器並不斷積累的空間碎片等，會以各種方式威脅空間站的安全；高能帶電粒子的轟擊，可導致“單粒子事件”和星載材料、器件的性能衰退，太陽能電池輸出功率下降；等離子體能引起航天器表面帶電，嚴重時電位可高達2萬伏，放電時的強電流可導致航天器徹底報廢，放電發出的電磁輻射也會干擾航天器的工作；太陽發出的紫外輻射、X射線等高能電磁輻射，使高層大氣溫度增加，改變航天器表面材料的特性，增加大氣阻力，使航天器提前隕落……

航天員出門要“看天”嗎？

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在地球周圍有一個名爲“範·艾倫輻射帶”的空間區域，它大致分成1500～5000公里和13000～20000公里的高度範圍，在有空間天氣擾動的時候還會向上向下擴張。這一區域有能量非常高、密度也非常大的帶電粒子，對在其中飛行的飛行器和人體傷害很大。