你负责诗和远方，我负责路途坦荡——天宫二号的空间环境保障丨原创

10、9、8、7、6、5、4、3、2、1，点火！随着这熟悉有力的一声令下，2016年9月15日22时04分09秒，天宫二号腾空而起，开启了长达两年的太空之旅。中科院空间环境预报中心也开始了全天候的空间环境保障模式，24小时不间断的为天宫二号的安全运行保驾护航。

影响天宫二号发射运行安全的空间环境

影响天宫二号发射运行安全的轨道空间环境主要是大气环境、高能辐射环境和流星体环境等。这些环境的变化主要受太阳活动和地磁活动的制约。太阳活动是近地空间环境的扰动源，大的太阳爆发活动直接影响近地空间环境，如产生太阳质子事件引起高能辐射环境的变化。地磁暴期间，高层大气密度会迅速上升，导致低轨道上航天器的阻力增加，从而改变航天器的正常运行轨道，增大航天器定轨和轨道预测的误差。

天宫二号发射期处于第24太阳活动周的下降段，太阳爆发活动的强度和频次都大大降低。但是这并不意味着可以安枕无忧了，因为冕洞开始登上舞台，经常连续几个太阳自转周引起地磁扰动，并且在每年的秋分点附近，地磁扰动的程度加剧。9月初长达一周的地磁扰动就是由图1中的冕洞引起的。根据太阳的自转规律，该冕洞在9月下旬再次引起长时间的地磁扰动。

图1：SDO 卫星观测的日冕图像，图中暗黑部分是冕洞

图2：地磁 Kp 指数变化

天宫二号的空间环境保障服务

中科院空间环境研究预报中心（简称预报中心）作为我国载人航天任务空间环境保障的承担单位，无时无刻不在保障着飞船运行空间环境的安全。

对于天宫二号的空间环境保障任务，预报中心早在2015年就开始准备，向工程总体提交了多份技术报告，对任务期的空间环境参数进行了长期预测，分析空间环境对航天器的影响。在天宫二号发射前的三个月，对发射窗口的空间环境状况进行分析预测。按照工程保障流程，预报中心稳步开展空间环境保障工作，陆续向有关部门提供了多份空间环境预报产品。

在天宫二号发射的前几天，预报中心更是积极备战，进行了空间环境预报保障的各项准备工作，从9月初开始向天宫二号应用总体部密集提交空间环境预报产品，包括未来三天的空间环境预报、事件通报等。预报中心组织会商，细致分析了空间环境监测资料，对未来几天的空间环境状况进行了详细预测，并及时向上级部门汇报预报结果。对于天宫二号发射时的空间环境，预报中心给出了发生太阳爆发活动和地磁扰动的可能性较低，预计发射窗口的空间环境安全的预报结论，从而为天宫二号的顺利发射升空提供了空间环境安全保障。

图3：天宫二号发射时的太阳活动状况

图4：天宫二号发射期间的地磁状况

未来的路还有多艰险？

从目前的观测结果来看，第24太阳活动周是一个弱活动周，其活动水平低于过去所有活动周的平均水平，是第15周以来的最低值。第24周的峰值分别出现在2012年3月和2014年6月，太阳10.7厘米射电流量的峰值分别为126.8 sfu 和145.5 sfu 。预报中心利用“相似周”方法，给出了未来几年的太阳10.7厘米射电流量的预测值。

与以往活动周相比，第24周的地磁扰动整体处于较低水平。利用地磁指数的长期变化，经统计分析，预报中心给出了未来几年的地磁 Ap 指数的预测值。

图5：第24太阳活动周的 F10.7 指数变化及未来预测，图中阴影部分为天宫二号任务期

图6：第24太阳活动周的地磁 Ap 指数变化及未来预测，图中阴影部分为天宫二号任务期

天宫二号运行期间将处于第24太阳活动周的下降段的中期，太阳活动和地磁扰动整体水平较低，太阳风暴的发生频次和强度都会大大降低，但是由于太阳风暴突发性强，我们仍要密切关注空间环境的一举一动。

空间环境保障任重道远

天宫二号将在轨运行两年，主要任务是接受载人飞船和货运飞船访问，开展空间科学实验和相关技术试验，验证空间站建造和运营相关关键技术。空间环境预报中心在完成天宫二号发射的空间环境保障任务后，将继续提供天宫二号在轨运行、神舟11发射及一系列在轨试验的空间环境保障任务。

作者系中国科学院国家空间科学中心科研人员

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