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  中国探月工程新闻发言人发布消息:“嫦娥二号”卫星和火箭已完成发射场区的测试和检查,测试结果正常,完全满足发射的技术条件。将于10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射。如果遇到气候等原因,不能在第一窗口时间发射,还选择了10月2日和3日择机发射。

  在这个屏气凝神的时刻,全国人民都在关注“嫦娥二号”卫星发射,在众多影响因素中,作为卫星运行的外部环境——空间天气无疑是对卫星正常运转影响最大的因素。据中国气象局国家空间天气监测预警中心高级工程师杨光林介绍,“嫦娥二号”卫星在漫长的“奔月”过程中将依次穿越地球低层大气、中高层大气、电离层、磁层、行星际空间等多个特性完全不同的空间天气区域,在绕月飞行时还将随月球不停地从地球磁层中穿进穿出,所以,空间天气对“嫦娥二号”的影响不容忽视。

“嫦娥二号”卫星轨道示意图(来源:互联网)

  两大空间天气因素影响“嫦娥”奔月

  据杨光林介绍,对于嫦娥二号卫星的发射和入轨阶段来说,需要重点关注的空间天气主要有两类:电离层背景及其扰动可能对测控造成的影响,宇宙线粒子可能对卫星安全造成的影响。

  电离层的影响。任何以电磁波方式传输信号的通讯系统,都会受到电离层天气变化的影响。电离层闪烁会导致短波通信信道衰落,强衰落甚至可以导致通信中断。卫星通讯主要使用超高频(UHF)和甚高频(VHF)信号,属短波通信,其通信质量受电离层闪烁影响,严重时可导致通讯中断。所以,如果电离层受到扰动,它将对星地通讯和卫星的定位产生极大的影响。“嫦娥二号”发射、定轨时应特别关注电离层的状态。

  行星际空间的影响。“嫦娥”卫星穿出磁层顶后将进入行星际空间。行星际空间的主要环境是太阳风及其磁场、行星际激波和宇宙线粒子。其中影响“嫦娥二号”卫星的空间天气因素主要是宇宙线粒子。

  宇宙线粒子可能造成航天器上的微电子器件的单粒子翻转事件,产生错误指令,或使存贮器锁定,造成单粒子锁定事件。宇宙线粒子还会造成航天器的辐射损伤,导致航天器的各种材料、电子器件等性能变差,严重时会失效。日冕爆发产生的高能粒子及电磁辐射会对航天器造成电磁干扰,会影响航天器表面材料的性质。

  目前,对于电离层的监测,中国气象局主要采取两种方式,一种是监测太阳活动,从源头间接监测电离层的异常,另一种方式是通过中国气象局的多个GPS台站,准实时(延时约2小时)获取约300个GPS台站的观测数据,依此可以反演得到全国电离层TEC地图,从而达到直接监测电离层的目的。另外,中国气象局在广州地区设立的小型电离层闪烁监测网也可以监测星地通讯的异常。

  9月25日,西昌卫星发射中心,“嫦娥二号”卫星、长征三号丙运载火箭正在做发射前的测试准备工作(来源:CFP)

  气象部门精心呵护“嫦娥二号”

  9月29日至10月31日国家空间天气监测预警中心将为“嫦娥二号”卫星发射和入轨提供基于空间天气对卫星发射、入轨期间的轨道预测、星体安全、星地通讯、卫星姿态控制影响的空间天气服务。预计9月30日至10月3日期间,空间天气对“嫦娥二号”发射无不利影响。

  此次国家空间天气监测预警中心针对“嫦娥二号”卫星发射的空间天气服务分为三个阶段:卫星发射前、卫星在转移轨道期间和卫星定轨至绕月轨道期间。

  卫星发射前,国家空间天气监测预警中心将每天提供一次空间天气专报和电离层TEC数据。专报内容主要包括卫星发射期间的空间天气预报和卫星发射期间可能发生的空间天气事件对卫星发射和运行可能造成的影响。

  卫星转移轨道期间,国家空间天气监测预警中心将每天提供一次空间天气专报和电离层TEC数据。专报内容主要包括前一天空间天气综述,未来两天空间天气预报;前一天发生的或未来两天可能发生的空间天气事件,对卫星运行可能造成的影响分析;整个时间窗的空间天气预报及效应提示。

  卫星定轨至绕月轨道期间,除了每天提供一次前一天的电离层TEC数据外,在有重大空间天气事件发生时,国家空间天气监测预警中心还将及时发布空间天气警报,分析对卫星运行和轨道控制可能造成的影响。

9月28日,“嫦娥二号”和运载火箭已星箭合体,(来源:中新社)

  科普链接:

  TEC:电离层电子浓度总含量(TEC)又称电离层电子浓度柱含量、积分含量等,是一个非常重要的电离层参量,对电离层物理的理论研究及电离层电波传播的应用研究均具有十分重要的意义。实际应用中,电离层的TEC与穿透电离层传播的无线电波时间延迟与相位延迟密切相关,因此可用于在卫星定位、导航等空间应用工程中的电波传播修正。

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