Wenn die Sonne in den „Gewaltmodus“ schaltet, kann die Erde das einfach nicht „ertragen“ …

Vor dem Ausgehen

Für viele Menschen ist es eine Gewohnheit, den Wetterbericht zu prüfen

Tatsächlich verlassen Astronauten die Kabine und betreten die Weltraumumgebung

Sie müssen sich auch im Voraus mit dem Raum vertraut machen.

Wetterbedingungen

Die Veränderungen des Wetters, des Klimas und der Atmosphäre, die wir in unserem täglichen Leben sehen und spüren, finden alle in der Troposphäre statt. Darüber hinaus existiert zwischen Erde und Sonne ein Weltraumwetter, in dem ebenfalls intensive Aktivitäten auftreten, die eng mit dem Überleben und der Entwicklung der Menschheit verbunden sind.

Heute werden wir studieren:

Was ist Weltraumwetter?

Welche Auswirkungen werden Veränderungen des Weltraumwetters haben?

Wie kann man das Weltraumwetter vorhersagen?

Weltraumwetter

Als Weltraumwetter werden die kurzfristigen und drastischen Veränderungen der Weltraumumgebung der Erde bezeichnet, die durch Aktivitäten wie Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe verursacht werden.

Es gibt zwei Hauptarten von Weltraumwetter: ruhiges und heftiges . Der von der Sonne in ihrem ruhigen Zustand abgegebene Sonnenwind ist langsam und variiert langsam, die Materialdichte ist relativ gering und es gibt keine offensichtliche explosive Aktivität. Sobald die Sonne in den explosiven Modus wechselt, wird sich der Sonnenwind deutlich verändern: Er wird schneller und dichter, und es kommt sogar zu einem Temperatursprung. Die beiden „großen Bewegungen“ der Flares und der koronalen Massenauswürfe können jederzeit ausgelöst werden, und selbst die Abkühlungszeit wird erheblich verkürzt, ja sogar der „Berserker-Modus“ wird eingeschaltet, wobei mehrere explosive Aktivitäten gleichzeitig oder sogar kontinuierlich stattfinden.

Die oben genannten Änderungen werden schwerwiegende Auswirkungen und Gefahren für künstliche Satelliten und Raumstationen, Kommunikations- und Energiesysteme sowie die menschliche Gesundheit haben.

Auswirkungen von Veränderungen des Weltraumwetters

Mit der Zunahme der Weltraumaktivitäten und der Popularisierung der damit verbundenen Anwendungen hat das Weltraumwetter, also das Wetter mit Sonne, Regen und Schnee im Weltall, einen immer größeren Einfluss auf das normale Funktionieren der menschlichen Gesellschaft. Gleichzeitig kann das Weltraumwetter auch zu zerstörerischen Störungen der Stromnetze führen und damit enorme Auswirkungen auf die Infrastruktur haben, von der die Gesellschaft abhängt.

1. Der unsichtbare Killer von Raumfahrzeugen

Im Mai 1991 geriet der Satellit Fengyun-1B meines Landes, der erst seit einem halben Jahr im Weltraum war, plötzlich außer Kontrolle und überschlug sich. Als das Kontrollpersonal das Problem entdeckte und Maßnahmen ergriff, war der Treibstoff des Satelliten bereits versprüht. Der Satellit, dessen Lebensdauer auf ein Jahr ausgelegt war, musste bereits nach einem halben Jahr vorzeitig verschrottet werden.

Auslöser dafür sind hochenergetische Teilchen der Sonne und heißes Plasma in Erdnähe. Unter extremen Weltraumwetterbedingungen treten sie sehr häufig auf und stellen eine Bedrohung für die Sicherheit von Raumfahrzeugen dar.

Die mikroelektronischen Komponenten von Raumfahrzeugen haben vor allem vor dem energiereicheren Teil hochenergetischer Teilchen Angst. Diese hochenergetischen Partikel können in elektronische Komponenten eindringen und Datenfehler, Funktionsstörungen der Schaltkreise oder Computerausfälle verursachen, was wiederum zu Anomalien oder Ausfällen des Satelliten oder sogar zur vollständigen Zerstörung des Satelliten führen kann.

Hochenergetische Teilchen mit relativ geringer Energie können zu Ladungsansammlungen in Leiterplatten, Kabeln und anderen Stellen im Raumfahrzeug führen und so den normalen Betrieb des Raumfahrzeugs behindern.

Obwohl die Energie einzelner Teilchen eines thermischen Plasmas nicht so hoch ist wie die von hochenergetischen Teilchen und sie nicht in das Innere eines Raumfahrzeugs eindringen können, löst ihre Ansammlung auf der Oberfläche eines Raumfahrzeugs ebenfalls Auf- und Entladungseffekte an der Oberfläche aus, die den normalen Betrieb des Raumfahrzeugs stören und sogar Schäden verursachen können.

2. Störquellen bei der Satellitenortung und im Funkverkehr

Im Bereich von 60 bis 1000 Kilometern über dem Boden befindet sich eine Ionosphäre aus geladenen Teilchen. Ob Funksignale die Ionosphäre durchdringen können und wie sich die Signalparameter beim Durchdringen der Ionosphäre ändern, hängt alles von den Eigenschaften der Ionosphäre ab.

Beispielsweise können Kurzwellensignale Kontinente überqueren, indem sie die Reflexion von Radiosignalen in diesem Frequenzband durch die Ionosphäre ausnutzen. Wenn jedoch die Erde mit Satelliten kommuniziert, müssen Hochfrequenzsignale verwendet werden, die die Ionosphäre durchdringen können.

Die Eigenschaften der Ionosphäre werden hauptsächlich durch die Sonnenaktivität beeinflusst. Wenn es zu einem Ausbruch kommt, ändern sich die Eigenschaften der Ionosphäre unmittelbar im Zuge des Ausbruchs. Wenn ein koronaler Massenauswurf die Erde trifft, führt der dadurch verursachte geomagnetische Sturm auch zu Veränderungen der Eigenschaften der Ionosphäre.

Wenn Bodengeräte Positionssignale von Satellitenortungssystemen wie Beidou und GPS empfangen und daraus Standortinformationen berechnen, werden dabei die allgemeinen Eigenschaften der Ionosphäre bereits berücksichtigt.

Sobald sich die Eigenschaften der Ionosphäre aufgrund des Weltraumwetters ändern, weichen die tatsächlichen Änderungen des Positionierungssignals von den voreingestellten Bedingungen im Gerät ab und die Positionierungsgenauigkeit des Positionierungsgeräts nimmt ab .

Da bei der Positionsbestimmung von Mobiltelefonen im Alltag keine hohen Anforderungen an die Positionsgenauigkeit gestellt werden und mithilfe der Position der Mobiltelefon-Basisstation eine schlechte Positionsbestimmung durchgeführt werden kann, sind die Auswirkungen des Weltraumwetters nicht offensichtlich spürbar. Bei hochpräzisen Feldoperationen wie Richtbohrungen und der neuen Generation von Navigations- und Instrumentenlandesystemen in der Luftfahrt reicht die durch ionosphärische Veränderungen verursachte verringerte Positionierungsgenauigkeit jedoch aus, um ihre normale Arbeit zu beeinträchtigen.

3. Der Mann hinter der Zerstörung des Hochspannungsnetzes

Die Bedrohung des gesellschaftlichen Lebens durch geomagnetische Stürme liegt in den Schäden, die sie am Stromnetz verursachen können. Die durch geomagnetische Stürme verursachten drastischen Veränderungen des Magnetfelds können in Hochspannungsleitungen über große Entfernungen starke geomagnetisch induzierte Ströme erzeugen und so eine instabile Stromversorgung oder einen vollständigen Zusammenbruch des Stromnetzes verursachen.

Der geomagnetische Sturm im März 1989 legte das Stromnetz im kanadischen Quebec lahm und Millionen Menschen verbrachten kalte Nächte ohne Strom. Wenn ein stärkerer Sonnensturm zuschlägt und die großen Kerntransformatoren des Stromnetzes durchbrennt, wird das Stromnetz für lange Zeit lahmgelegt sein.

Dies liegt daran, dass es sich bei diesen Großkerntransformatoren meist um speziell angefertigte Produkte handelt und für deren Austausch keine vorgefertigten Lagerware zur Verfügung steht. Sind die Teile einmal beschädigt, sind sie nicht innerhalb kurzer Zeit zu beschaffen. Elektrizität ist eine Grundvoraussetzung für das Funktionieren der modernen Gesellschaft. Wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, kommt der Betrieb der gesamten Gesellschaft zum Stillstand.

Weltraumwettervorhersage

Schritte zur Erstellung einer Weltraumwettervorhersage:

1. Sammeln Sie die neuesten Beobachtungsdaten

Es wird eine umfassende Analyse der Daten durchgeführt, darunter Sonnenbilder in verschiedenen Bändern, der solare Röntgenfluss, das solare Magnetfeld, der geomagnetische Index, der Status der Ionosphäre usw. Anschließend werden Prognosen auf der Grundlage von Beobachtungsdaten und numerischen Simulationen erstellt. Es finden Konsultationen mit dem Chef-Prognostiker statt, um Schlussfolgerungen zu Weltraumwettervorhersagen zu ziehen.

2. Erstellen Sie verschiedene Prognoseprodukte

Es gibt viele Arten von Produkten zur Weltraumwettervorhersage, darunter tägliche, wöchentliche, monatliche und jährliche Berichte. Das Space Weather Daily fasst die Weltraumwetterbedingungen der letzten 24 Stunden zusammen und prognostiziert die Weltraumwetterbedingungen für die nächsten 1–3 Tage, einschließlich des Sonnenaktivitätsniveaus, des geomagnetischen Aktivitätsniveaus und des Ionosphärenstatus. Der Space Weather Weekly Report fasst die Weltraumwettersituation der letzten sieben Tage zusammen und prognostiziert den Weltraumwettertrend für die nächsten sieben Tage. Wenn wichtige Weltraumwetterereignisse wie große Flares und geomagnetische Stürme auftreten, werden auch Weltraumwetterberichte und andere Produkte veröffentlicht.

3. Öffentliche Freigabe

Weltraumwettervorhersagen werden über Websites, Faxe, Apps, Textnachrichten, Weibo, öffentliche WeChat-Konten und andere Mittel veröffentlicht, damit jeder die neuesten Weltraumwetterbedingungen nachvollziehen kann.