10月29日空间环境及其保护(都亨)-第3章
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那么空间环境研究主要内容大概是这样一些，一个是探测，首先是探测，因为没有探测我们没法认识空间，这个就跟大气一样的，我们要做气象预报，要认识天气的话，首先也要探测，但是有一个很不一样的地方，空间环境探测手段比较多，它可以（有）地基探测，就是放在地面上来对空间环境进行观测，也可以放在天上，在卫星上来进行观测，也可以在卫星上直接进行探测，也可以通过远程的探测或者用遥感的办法来进行探测，就是方法和手段是比较丰富。
第二个要做的工作就是要建立模式，因为我们要描绘一个空间的分布的话，需要建立一个模型，就是根据这个模型我可以知道，在任何时刻，在任何地点我的空间环境参数是什么样的，还有，我们要进行预报，就跟天气预报一样，要研究预报方法，要进行预报监测，要建立预报站来实施，然后还有对效益进行研究，因为这些效应都是地面上所没有的，是特殊的，比如说高速的碰撞，每秒钟几十公里的一个速度撞击的话，在地面上是不可实现的，所以是人类过去知识里面所没有的，那么我们要做的呢，我们必须要研究它的过程，来研究（防护）它的方法和对策，另外，还要应用，包括军事应用，也是很重要的方面，另外还有微重力的应用都是空间环境很重要的方面。
所谓建立模型就是说我们可以看几张比较好看的图，来描绘我们周围的空间是什么样的，那么这张就是，中间是地球，我们可以看出来这是真正地描绘出来的地球磁场的分布，地球磁力线的分布，以及太阳宇宙线是怎么沿着磁力线到达北极产生这样北极光的，这张图就可以使我们联想到在陆地上我们实际上也做过很多这样的图，就是所谓等高图，因为我们在陆地上要认识陆地的话很重要的就是要对陆地进行描绘，要测绘，要做大地测量，要做地形图，那么这张图就很像我们的地形图，只是它所标出来的不是高度，而是说质子的数量，也就是说在红的地方，质子数量很高很高，在别的地方它是比较低，这样，所以我们对空间环境也需要全面的来对它进行测量和描述，当然跟地面上不一样的，它描述的参数比较多，既要描述它的等离子体，又要描述高层大气，又要描述质子，高能带电离子等等，很多的参数要进行描述，这张图也是一个描绘的结果，除了这个之外，我们刚才讲了还要对空间环境的扰动进行预报，预报 大家都很熟悉天气预报，天气预报首先是好多气象台去监测，去探测，那么空间环境预报也是一样，需要很多地基探测，这里就画了五个天文台，是专门对太阳活动进行监测的，根据这些监测的结果来进行预报，这是从地面上的一个监测，另外，空间环境的特点，就是在空间进行监测，这张图，把刚才我们讲的，从太阳到地球的整个空间，就压缩在这样一张小的图里面，这张图就想显示一下，就是说我们现在对整个空间环境监测的能力已经到什么程度，以及我们还需要做什么努力，这也是一张X射线的图，可以看到这里有一个太阳耀斑在爆发，顺便说一下，这是1997年1月7号太阳表面的一个爆发，它爆发的时候我们有一个卫星是直接通过X光看见太阳表面的爆发，而且，欧洲有一个卫星就测量到，在这个时候X射线流量，就是X射线强度就急剧增加，同时有一个搜索的卫星，看到了太阳表面有一团物质在抛射出来，就是这团白的物质，向地球来了，于是这个时候，正好在做空间环境预报的科学家，就预报了再过两三天，可能会引起地球空间环境的激烈扰动，但是，当时因为还没正式的空间环境预报，只是在内部通报了一下，所以很多工业部门都不知道，但是过了几天以后，这一团太阳风就逐渐到达地球了，那么这张图上可以看出来，在1月10号的时候，美国有一个卫星叫ITNT401号的卫星就失效，正是由于太阳扰动所造成的卫星失败，也就是说空间环境科学家预报的非常准确的，如果当时的工业界采纳了这个预报，采取了措施，就可以避免这个卫星的失败，这是后话。
也就是说，现在人们已经有能力，来监测从太阳到地（球）整个过程的扰动的传播过程，那么也就是说，我们具备了监测扰动的能力，具备了预报的最基本的要素，这个高能的高速飞行的流星体和空间碎片，也会造成很多的，造成卫星的损伤，我们举一个例子，就是说1995年7月7号法国一个电子侦查卫星，就在运动的时候，就给一个碎片撞坏了，那么空间碎片来源，就是有那么几个，只有百分之六十还在工作的有效载荷，就是现在天上还在工作，只有（百分之六是）还有用的，其他（百分之九十四）都是没有用的，大部分是（卫星）在空间爆炸以后，解体以后形成的碎片，还有一部分是火箭的箭体，就是火箭把卫星送入轨道以后，它本身留在轨道上，这部分是停止工作的有效载荷，还有一部分是在航天活动过程中，所丢出来的一些物体，那么我们从1957年开始，空间碎片是不断地积累，到现在已经达到九千多个了，总数，主要的空间解体的碎片，那么现在空间碎片高度分布大概是这样，在靠近地球的地方，在八百公里地方，和一千四百公里地方，是两个比较密集的区域，然后呢，放大来看，在地球同步轨道上也有很多密集的区域。
如果说我们（对）现在空间碎片的趋势不加以遏制，还是不加以控制的话，也就是说我们（对）环境还不进行保护的话，预计以后的增长率也是会很高的，就到一百年以后，碎片要增加好几倍，那时候对航天的影响就会更严重，我们现在所采取保护环境的措施就针对它的来源，因为它来的最多的是爆炸，解体，那么为什么会爆炸，因为很多火箭是在完成工作以后燃料并没有烧光，所以废弃火箭里边还有很多的燃料，这些燃料由于某种偶然的原因，它就会混合以后爆炸，爆炸以后就会产生很多很多碎片，这是一个重要的来源，最后积极的办法就把它清除，当然清除是非常困难的，现在讨论的办法就是说，就是一个卫星能不能最后采取一些把它降轨的措施，就是你放出一个金属绳来，通过这个金属的绳子跟地球磁场的相互作用，来增加阻力，使（卫星）很快地陨落下来，或者用地面上激光炮去打，把大碎片打碎了，让它更快地下来，这些当然是以后的要清除的一个办法，但是这个清除起来非常困难，所以现在国际上建立了很多标准，要准备来限制空间碎片的产生，要保护空间环境，不要再受污染。
最后我们有个结束语，空间是人类活动的最后的疆域，我们需要认识空间环境，开发空间环境，利用空间环境为人类造福，同时我们也需要为后代子孙保护好空间的环境，给他们留下一个洁净的空间，我的报告完了，谢谢大家。
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