一組科學家警告,現有的系統需要改進,以便更有效地偵測由太陽的等離子體噴發引起的太空龍捲風。這些太陽風的螺旋運動會導致大規模的太陽噴發,對在軌道上的宇航員和地球上的關鍵技術基礎設施產生影響。密西根大學的團隊指出,若能部署一組包括太陽能供電的航天器的星座,將能夠作為有效且必要的早期預警系統。
在2013年,前 NASA 總署查爾斯·博爾登曾表示,太空天氣對地球的影響可能與常規龍捲風及其他自然災害一樣嚴重。由太陽的日冕物質拋射(CME)引起的地磁風暴,可能足以干擾衛星的軌道。在極端情況下,帶有高度磁性的太陽等離子體可能導致全球互聯網中斷。現在,密西根大學的研究團隊在一項新研究中解釋了他們如何進行太空天氣的計算機模擬,以確定必要的應對措施。他們模擬了一個巨大的等離子雲從太陽噴發並穿過我們的太陽系。在這次模擬事件中,形成了較小的類似龍捲風的等離子體和磁場結構,稱為流量繩。科學家們研究了這些結構可能對地球的影響。
這些流量繩在太陽風中的寬度範圍從 3,000 英里到 600 萬英里不等。在模擬過程中,當 CME 穿過較慢的太陽風時,密西根大學的團隊觀察到流量繩的形成。雖然一些龍捲風迅速消散,但其他的則更具持久性。這些持久的龍捲風通常是由於相鄰的快速和慢速太陽風流相撞所導致。根據研究人員的說法,現有的望遠鏡對於這些潛在危險的漩渦無法提供足夠的預警。他們的論文發表在《天體物理學雜誌》中,建議需要多探測器視角來觀察太陽風。
團隊提出對現有的航天器星座概念進行改進,這一概念名為太空天氣調查前沿(SWIFT)。這個 NASA 任務概念將會看到四個探測器以三角金字塔的形狀佈置,距離約 200,000 英里。三個相同的探測器將組成三個角,而最後一個「中心航天器」將指向太陽。根據研究人員的說法,這樣的佈局將能夠充分觀察到前往地球的太陽風。對於中心航天器,科學家們建議借鑒 NASA 的「太陽巡洋者」計劃,這是一項旨在利用鋁製太陽帆研究太陽的提案。
這些探測器將駐留在拉格朗日點 1(L1),這是一個位於地球和太陽之間的穩定軌道位置。科學家們聲稱,L1 靠近太陽的特性將使太空天氣預警的速度提高 40%。2021 年,加州大學歐文分校的助理教授 Sangeetha Abdu Jyothi 發表的一篇論文詳細闡述了一次強烈的日冕物質拋射——或稱「太陽海嘯」——可能對我們依賴互聯網的世界造成的毀滅性影響。這樣的風暴若影響到海底電纜,將導致互聯網中斷,並可能使美國經濟每天損失約 72 億美元。
在 2024 年 5 月,地磁風暴的實際影響可見一斑,當時衛星軌道遭到干擾,高壓電力線被觸發,一些飛機被迫改變航向。這些事件突顯了對改進太空天氣預警系統的迫切需求,以保護宇航員的安全和地球上的技術基礎設施。隨著太空探索的推進,未來的預警系統將成為維護人類活動安全的重要一環。




