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科学家们审查与人类活动相关的空间天气事件

时间:2021-10-22 09:55:26 来源:

科学家们审查了与人类活动相关的空间天气事件背后的基本物理过程,并讨论了对其影响的观察。

我们的冷战历史现在提供科学家们有机会更好地了解我们周围的复杂空间系统。空间天气 - 可能包括地球磁环境的变化 - 通常由太阳活动引发,但最近对高空核爆炸测试的解密数据已经提供了新的磁性系统中扰动的机制。这些信息可以帮助支持NASA保护卫星和宇航员免受空间内固有的自然辐射的努力。

从1958年到1962年,美国和美国和美国。Ran高海拔地区测试,与海星,argus和柚木等异国情调的代码。从结束以来的测试已经长期了,当时的目标是军事。然而,今天,他们可以提供关于人类如何影响空间的重要信息。测试和其他人类诱导的太空天气,是空间科学评论中发表了全面新研究的焦点。

“考试是孙的一些空间天气效应的人类生成和极端的例子,”麻省理工学院的干草堆天文台,马萨诸塞斯威特福德和韦斯特福德和纸上的共同作者助理总监Phil Erickson说。“如果我们理解由这些人为事件之一造成的有些控制和极端事件发生的事情发生了什么,我们可以更容易地了解近空环境的自然变化。”

BY和大型空间天气 - 影响宇航员和卫星旅行的近地空间区域 - 通常由外部因素驱动。太阳发出了数百万的高能粒子,太阳风,在遇到地球和磁层之前,在太阳系上播放了一场太阳系,这是一个周围的地球的保护磁场。大多数带电粒子都被偏转,但有些是进入近地上的空间,并且可以通过损坏船上电子器件和破坏通信或导航信号来影响我们的卫星。这些颗粒以及伴随它们的电磁能量,也可以引起极光,而磁场的变化可以引起损坏电网的电流。

冷战试验,在地面16到250英里的高度下引爆爆炸物,模仿了一些这些自然效果。在爆轰时,第一爆发波驱逐出膨胀的等离子体的火球,电荷颗粒的热气体。这产生了一种地磁干扰,扭曲了地球的磁场线并在表面上感应电场。

一些测试甚至创造了人工辐射带,类似于天然范兰辐射带,一层用地球磁场保持在适当位置的带电粒子。人工被捕获的带电粒子仍然存在于数周,并且在一个案例中仍然存在。这些颗粒,天然和人为,可以影响高飞卫星上的电子产品 - 事实上,由于测试的结果,一些失败。

虽然诱导的辐射带在物理上类似于地球的天然辐射带,但它们的被捕获的粒子具有不同的能量。通过比较颗粒的能量,可以区分裂变产生的颗粒和在范艾伦布尔特中天然存在的颗粒。

其他测试模仿我们在太空中看到的其他自然现象。1958年8月1日举行的柚木测试对于人造极光导致的人为恐慌。该测试在太平洋的约翰斯顿岛进行。在同一天,西萨摩阿的APIA天文台观察了一个高度不寻常的极光,通常只在杆子才观察到。测试中释放的能量粒子可能遵循地球的磁场线到波利尼西亚岛国家,诱导极光。观察测试如何引起极光,可以深入了解天然极客机制也是如此。

同年后,当进行了Argus测试时,世界各地都看到了影响。这些测试在高度高度比以前的测试中进行,允许颗粒在地球周围行驶。从瑞典到亚利桑那州的突然性地磁风暴,科学家使用了观察到的事件时间来确定爆炸从爆炸中行进的粒子的速度。他们观察了两个高速波:第一次以每秒1,860英里的行进,第二次,速度低于第四次。与人工辐射带不同,这些地磁效应短暂,只持续几秒钟。

此类大气核试验已经停止,目前的空间环境仍然是自然现象的主导。然而,考虑到这种历史事件允许科学家和工程师了解空间天气对我们基础设施和技术系统的影响。

这些信息增加了一个更大的Heliophysics研究体,研究了我们的近地球空间环境,以便更好地了解天气的天然原因。NASA任务如磁体多尺度(MMS),Van Illen探针和事件的时间历史和宏观交互期间的代表性(Themis)研究地球的磁影和太空天气的原因。其他美国宇航局任务,如立体声,不断调查太阳来寻找可能引发空间天气的活动。这些任务帮助科学家通知科学家们所居住的复杂系统,以及如何保护我们每天使用通信和导航的卫星。

出版物:T. I. Gombosi等人,《人为空间天气》,《空间科学评论》,2017年; DOI:10.1007 / s11214-017-0357-5


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