美国一箭三星直奔日地L1,构建“前哨网”强化太阳风暴预警

【路德社·报道 ET 2025年9月24日】
美国航天局与美国海洋大气管理局(NOAA),9月24日在佛罗里达州肯尼迪航天中心由 SpaceX “猎鹰9号” 成功 “一箭三星” 发射三个航天器:NASA 的“星际映射与加速探测器”、NASA 的“卡鲁瑟斯地辉层观测台”以及 NOAA 的“L1空间天气后续观测台”。三器将陆续前往距离地球约160万公里的日地L1拉格朗日点,形成“迎风口”前哨阵位,目标是把严重太阳风暴抵达前的告警做得更早、更准,进而保护电网、卫星及载人深空任务安全。
日地 L1:
是太阳—地球体系的五个拉格朗日点之一:在这个位置上,来自太阳和地球的引力,与物体随地球一起绕太阳公转时的“惯性离心效应”在旋转参考系里取得平衡。把航天器放在这里,它相对于地球与太阳的连线几乎“不动”,只需小幅姿轨控制就能长期驻留并持续“面向太阳”。
此次任务由科研与业务化两条线协同推进:星际映射与加速探测器与“卡鲁瑟斯”聚焦科学机理与全球成像,L1 空间天气后续观测台提供7×24小时的业务化实时监测和预报输入。NOAA在任务说明中强调,L1 空间天气后续观测台将作为“早期预警的灯塔”,提前探测可能造成破坏的空间天气事件;其在L1持续监测太阳风、追踪日冕物质抛射,把“到达前”的关键参数直接输送到空间天气预报中心。NASA方面则指出,三器同箭“拼车”发射显著节约成本、加快进度,项目科学家形容此行是“终极宇宙合乘(the ultimate cosmic carpool)”。在业务能力层面,媒体报道援引机构说法称,新体系将把严重太阳风暴的到达前预警压缩到约30分钟量级,对阿尔忒弥斯登月等载人任务的辐射风险防护尤其关键。
三器分工明确、链路互补:
L1 空间天气后续观测台(NOAA):
在L1开展太阳风等离子体与磁场的连续原位测量,并以新一代紧凑型日冕仪CCOR-2进行白光日冕成像,快速识别、定量CME的速度与方向。按计划,L1 空间天气后续观测台抵达工作轨道后将更名为L1 空间天气后续观测台,以凸显其为地面业务提供“面向准备状态”的连续观测角色。
IMAP(NASA):
搭载10台科学仪器,重点刻画太阳与星际粒子的加速与传播,利用中性原子成像与粒子谱学手段为整个日球层“制图”。这些数据将提升极端空间天气事件强度与到达时间的模型精度。
“卡鲁瑟斯”(NASA):
以远紫外莱曼-α成像方式,首次对地球氢外逸层(地辉层/地外大气)进行持续全球观测,追踪其在地磁暴中的“呼吸”与耗散,弥合预警链在“地球端响应诊断”上的空白。该任务以已故空间光学先驱乔治·卡鲁瑟斯命名,向其阿波罗时期的开创性紫外天文工作致敬。
按照公开估算,三器与相关成本总计约16亿美元。报道援引任务团队表示,NASA与NOAA两线系统到轨后将分别在明年年初与明年春季进入业务运行窗口,这意味着在太阳活动极大期背景下,美国将拥有更高灵敏度、更高时效性的“前哨网”来对冲空间天气风险。
从应用端看,这一“科学—业务一体化”体系可把预警变成可操作的调度窗口:电网侧可在强扰动到来前降载或调整无功补偿,航天器可切换安全模式与姿轨控策略,航空和通信链路也可按预案重构与规避。正如NOAA所概括的那样,L1 空间天气后续观测台的定位就是“成为人类面对空间天气时的早期预警灯塔”;而NASA项目科学家用“终极宇宙合乘”形容这次同箭发射,则凸显了在预算与进度约束下,通过体系化设计把“太阳爆发—日风传输—地球响应”的三段链路一次性补齐的工程取向。
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