中國氣象局為“天宮一號”安全運(yùn)行提供空間天氣保障服務(wù)

【字體：大 中 小】 2011-08-15 15:22:09   來源： 中國天氣網(wǎng)

本次對天宮一號加強(qiáng)了空間天氣保障服務(wù)：空間天氣專報(bào)；實(shí)時(shí)軟件；空間天氣警報(bào)；用戶定制服務(wù)。

空間天氣專報(bào)是對特定的用戶或特定的事件進(jìn)行空間天氣實(shí)況回顧，預(yù)報(bào)、預(yù)警或進(jìn)行技術(shù)分析的電子或紙質(zhì)材料。本次空間天氣專報(bào)主要是針對天宮一號飛船任務(wù)特點(diǎn)，對任務(wù)期間的空間天氣進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)警和對過去情況進(jìn)行實(shí)況回顧。專報(bào)按照任務(wù)進(jìn)程分為：提前兩周的中期預(yù)報(bào)、任務(wù)期間的每日空間環(huán)境的回顧和預(yù)報(bào)。中期專報(bào)內(nèi)容包括任務(wù)分析，太陽、地磁和電離層的中期趨勢預(yù)報(bào)，飛船環(huán)境的數(shù)值預(yù)報(bào)，輻射環(huán)境和軌道的效應(yīng)分析以及結(jié)論。在得到飛船的入軌彈道參數(shù)和發(fā)射窗口之后，將對發(fā)射窗口進(jìn)行碎片碰撞安全評估并給出發(fā)射安全窗口。每日空間天氣專報(bào)，包括太陽、地磁、電離層的過去24小時(shí)實(shí)況回顧和未來72小時(shí)空間天氣預(yù)報(bào)，以及效應(yīng)分析。在得到飛船軌道參數(shù)之后，專報(bào)內(nèi)容還將包括飛船軌道上的空間碎片預(yù)報(bào)和預(yù)警。

實(shí)時(shí)軟件是專門針對“天宮一號”飛船任務(wù)特點(diǎn)開發(fā)的實(shí)時(shí)演示軟件。實(shí)時(shí)軟件包括輻射環(huán)境、高層大氣、電離層和空間碎片四個(gè)部分。

1 輻射環(huán)境

為了保障航天員的輻射安全，我們建立了航天員輻射劑量預(yù)示系統(tǒng)，可以根據(jù)衛(wèi)星實(shí)測的輻射環(huán)境的分布，實(shí)時(shí)推算并預(yù)報(bào)天宮一號軌道上輻射帶異常區(qū)的高能粒子通量；根據(jù)衛(wèi)星實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)推算太陽質(zhì)子事件在天宮一號軌道上造成的輻射異常的分布特征；根據(jù)飛船和航天服的結(jié)構(gòu)推算艙內(nèi)和航天服內(nèi)部的高能粒子環(huán)境；推算和預(yù)測航天員遭受的輻射劑量；計(jì)算航天員重要器官中的吸收劑量并評估可能對航天員健康的影響；在航天員出艙期間實(shí)時(shí)分析航天員的輻射損傷，為出艙任務(wù)提供實(shí)時(shí)輻射安全保障。

2 高層大氣

基于高層大氣對航天器軌道、姿態(tài)和表面材料等方面的影響，我們將為飛船的在軌運(yùn)行階段提供高層大氣的參數(shù)預(yù)報(bào)以及效應(yīng)分析。具體內(nèi)容包括：飛船軌道大氣密度計(jì)算、飛船阻力計(jì)算、飛船軌道變化計(jì)算。

3 電離層

電離層對飛船的影響主要集中在飛船導(dǎo)航定位和無線電波通信。電離層環(huán)境演示軟件將實(shí)時(shí)顯示飛船在電離層中運(yùn)行的電子環(huán)境，以及計(jì)算相應(yīng)的導(dǎo)航定位中電離層的附加時(shí)間和距離延遲。該結(jié)果可用于導(dǎo)航定位的電離層修正。

4 空間碎片

發(fā)射前，提供天宮一號飛船運(yùn)行高度及軌道的空間碎片平均通量的分布圖，對飛船運(yùn)行軌道的空間碎片環(huán)境進(jìn)行評估。飛船成功發(fā)射、順利入軌后，提供飛船實(shí)際運(yùn)行高度及軌道的空間碎片平均通量的分布圖，對飛船運(yùn)行軌道的空間碎片環(huán)境進(jìn)行評估。

空間天氣警報(bào)是在任務(wù)前和任務(wù)期間，針對突發(fā)的空間天氣事件使用短信、Email和紙質(zhì)媒質(zhì)等方式向決策部門、航天部門和公眾發(fā)出預(yù)警或警報(bào)?？臻g天氣突發(fā)事件主要包括：耀斑、CME、地磁暴。

用戶定制服務(wù)是針對用戶的特殊要求提供專業(yè)的分析。

對天宮一號的空間天氣保障服務(wù)支撐體系包括了：風(fēng)云系列衛(wèi)星自主探測數(shù)據(jù)：1、空間粒子成分監(jiān)測器；2、太陽X射線探測器；3、空間粒子探測器；4、高能離子探測器。地基自主探測數(shù)據(jù)：中國氣象局目前可以準(zhǔn)實(shí)時(shí)（延時(shí)約2小時(shí)）獲取約500個(gè)GPS臺站數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)反演得到中國區(qū)域電離層TEC；在廈門、南寧、格爾木、喀什、西安電離層測高站建設(shè)了數(shù)字測高儀CADI；在廣東電離層閃爍監(jiān)測站建設(shè)了電離層閃爍監(jiān)測儀。

國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心從2002年6月1日成立以來，作為國家級空間天氣業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，依托中國氣象局在監(jiān)測、預(yù)報(bào)、服務(wù)以及技術(shù)支撐方面完整的體系平臺，在監(jiān)測、預(yù)報(bào)和服務(wù)等方面發(fā)展比較平衡，構(gòu)建了國家級空間天氣業(yè)務(wù)體系的主體框架，包括系列化的天基監(jiān)測能力、網(wǎng)絡(luò)化的地基監(jiān)測臺站、規(guī)范化的預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)以及專業(yè)化的應(yīng)用服務(wù)構(gòu)架。業(yè)務(wù)工作取得了良好的效益，在國際國內(nèi)贏得了廣泛的認(rèn)同和支持。目前，國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心已經(jīng)初步形成了業(yè)務(wù)體系雛形，形成了日常預(yù)報(bào)、周報(bào)、月報(bào)和年報(bào)等系列的常規(guī)產(chǎn)品；在太陽與行星際天氣、磁層天氣、電離層天氣等方面進(jìn)行回顧、預(yù)報(bào)、現(xiàn)報(bào)和警報(bào)，通過網(wǎng)絡(luò)、電視、紙質(zhì)報(bào)告對外發(fā)布；針對重大空間活動(dòng)提供專報(bào)，保障了任務(wù)的順利進(jìn)行；逐步開始建設(shè)和規(guī)劃地基監(jiān)測站網(wǎng)，系統(tǒng)規(guī)劃“風(fēng)云”衛(wèi)星系列的空間天氣監(jiān)測，積極參與“子午工程”等國家重大空間天氣監(jiān)測地基與天基計(jì)劃的推進(jìn)和實(shí)施；與有關(guān)省市開始探討進(jìn)行區(qū)域性空間天氣監(jiān)測與服務(wù)。