问题:太阳活动带来的空间天气风险,是影响国家空间安全与经济社会运行的重要外部变量。
太阳耀斑、日冕物质抛射等爆发现象可能引发强地磁扰动,进而对卫星在轨运行、航天器测控通信、导航定位、航空航海通信以及电力系统稳定造成冲击。
随着我国航天活动更加密集、卫星应用更深度融入生产生活,对空间天气“看得准、报得早”的需求日益迫切。
如何在现有观测体系基础上获得更早、更全面的太阳活动信息,成为提升预警能力的关键课题。
原因:从观测布局看,人类迄今发射的太阳探测器虽已超过70颗,但观测点位主要集中在日地连线附近或环绕太阳运行的轨道上,长期驻留日地L5点的探测任务仍属空白。
日地系统存在5个引力平衡点,其中L4、L5位于地球绕日公转轨道上,与太阳、地球构成近似等边三角形。
若以地球公转方向为“前方”,L5位于地球“身后”。
这一独特几何关系使得L5点能够以“旁观者”视角观察太阳活动区的演化过程,弥补地球视角的时间滞后与观测盲区;同时,处于引力平衡区域有利于以较低能耗维持轨道稳定,适合开展长寿命、连续性的监测任务。
基于上述科学与工程优势,我国启动“羲和二号”日地L5太阳探测工程,并计划于2028年至2029年间择机实施发射。
影响:一是观测视角的“提前量”将显著增强。
相关专家指出,相比地球视角,在日地L5点可提前约四至五天观测到太阳活动区及其爆发现象演化,尤其对太阳耀斑、日冕物质抛射等灾害性空间天气具有更早发现与跟踪的潜力。
这种时间窗口对于地面与在轨系统开展风险研判、运行调整和应急处置至关重要。
二是科学认知的“立体化”将进一步推进。
我国已于2021年10月成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”,由此进入空间探日新阶段。
此次启动的“羲和二号”将从新的波段与新的观测位置出发,计划对太阳磁场与太阳活动进行更精细测量,推动建立太阳爆发的三维物理模型,为理解太阳活动的触发机制、传播过程与地球效应提供关键数据支撑。
三是国家能力的“体系化”将得到强化。
空间天气预警预报能力既依赖观测资料,也依赖模型方法与业务链路。
“羲和二号”的长期驻留观测将为我国构建更稳定、覆盖更广的太阳监测数据源,提升预报的时效性和可靠性,为航天工程安全、卫星应用服务保障提供更坚实的基础。
对策:围绕任务目标实现,需在工程与科学两端同步发力。
其一,强化协同组织与关键技术攻关。
日地L5点任务涉及远距离测控、长期能量管理、载荷稳定性与数据链路等系统工程问题,应在总体设计阶段加强跨单位协同、细化风险识别与验证路径,确保“长寿命、稳定驻留、持续观测”能力落地。
其二,推进观测—模型—预报一体化建设。
应将精细化磁场测量与爆发监测数据纳入空间天气业务链条,推动数据处理、同化与预测模型迭代,提升预警的可操作性与面向行业的服务能力。
其三,完善多平台联合观测格局。
太阳活动具有多尺度、强非线性特点,单点观测难以覆盖全部物理过程。
建议在已有“羲和号”等任务经验基础上,统筹地基望远镜、近地与深空探测平台,实现多波段、多视角联合观测与交叉验证,提升对关键事件的识别与追踪能力。
前景:从国际科技发展趋势看,面向空间天气的前沿观测正由“单一视角”走向“多点协同”。
我国拟布局日地L5点观测站位,既是对全球太阳探测空白点位的前瞻性拓展,也契合国家空间安全重大需求的现实牵引。
随着“羲和二号”进入实施阶段并完成在轨验证,其带来的数据资源与模型能力将有望推动我国空间天气监测预警由“事件响应”向“风险管理”升级,在更长时间尺度上提升基础研究水平与工程应用能力。
太阳活动与人类生存息息相关。
"羲和二号"的启动,标志着我国太阳探测事业正在从"点"的观测向"面"的立体监测转变。
通过在日地L5点部署新的观测平台,我国将获得对太阳活动更加全面、更加深入的认识,进而提升空间天气预报的准确性和及时性。
这不仅是科学探索的重要进展,更是保护人类生存环境、维护国家空间安全的战略举措。
随着"羲和二号"的顺利实施,我国必将在太阳物理研究领域取得更加丰硕的成果。