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怎么样应付空间天气挑战

   日期:2024-04-12     来源:www.zhixueshuo.com    作者:智学网    浏览:717    评论:0    
核心提示:1957年人造卫星上天,人类进入空间年代。从此,大家开始意识到在陆地、海洋和大方环境以外,存在着与人类存活进步息息有关的第四环境日地空间环境。

  1957年人造卫星上天,人类进入空间年代。从此,大家开始意识到在陆地、海洋和大方环境以外,存在着与人类存活进步息息有关的第四环境日地空间环境。瞬时发生的爆发性太阳活动一般会引起日地空间环境的剧烈变化,大家称之为空间天气(spaceweather)。
  灾害性空间天气事件会紧急威胁卫星、通信、导航、电力等基础设施和高技术系统,甚至危及人类的健康和生命,进而致使多方面的社会经济损失。
  美国太空探索技术公司(SpaceX)在2022年2月发射了49颗星链卫星,遭到空间天气引发的地磁暴影响,40多颗卫星在发射后不久就坠入大方层烧毁。美国国家海洋和大方管理局(NOAA)行政主管凯瑟琳苏利文曾直言,尽管人类对空间天气的物理现象研究甚多,但人类社会在太阳风暴面前依旧脆弱。伴随人类高技术系统和航天活动的飞速进步,空间天气已经成为影响国家安全与社会稳定的要紧策略原因之一。
  Ⅰ空间环境探索成为国家策略
  美国是最早开始对空间环境进行探索、开发和借助的国家,也是现在有关活动规模最大的国家,其在空间天气的监测、研究、预报、风险避免与风险防护方面的人力和财力投入较大,在研究水平和避险技术等方面处于世界前列。近十几年来,美国逐步将空间天气提高为国家策略。
  2011年,奥巴马政府发布了国家应付总统政策指令(PPD-8),需要打造一体化的国家能力体系并拟定一系列国家计划框架以应付所有灾害。依据这一需要,美国国土安全部发布了《国家策略风险评估报告》,将空间天气确定为对国家安全有着重大潜在影响的九大自然灾害之一。
  2014年,美国国会参众两院批准成立了空间天运势营、研究与减灾任务工作组,正式启动了美国国家空间天气策略和行动计划的拟定工作。
  2015年,白宫正式发布《国家空间天气策略和行动计划》,从国家层面来全方位应付极端太阳风暴所带来的威胁,空间天气成为美国政府需要优先考虑的事情之一。
  2016年,奥巴马总统签署了《协调努力为国家做好空间天气事件的筹备》总统行政命令,进一步强化美国联邦政府应付空间天气事件的目的和手段,与各政府部门与机构的具体职责。
  2019年3月,白宫发布了修订版《国家空间天气策略和行动计划》,将现有和将来的空间天气活动统一到三大主要目的之下:加大对国家安全、国土安全与商业资产和商业运营的保护,使其免受极端空间天气影响;准时和准确进行空间天气预报;拟定极端空间天气事件的应对预案。
  2019年12月,美国正式成立天军,将日地空间视为要紧的作战空间、关系空天安全制天权的要紧组成部分。同时,空间天气保障技术成为抢占国家安全制高点的要紧保障之一。
  2020年,美国发布《空间天气法案》,将应付空间天气现象的经济社会干扰定为美国法定国家政策。随即又发布了《太空安全的将来:美国30年策略》,将地月空间安全纳入美国空间策略当中。
  2023年12月20日,美国白宫科技政策办公室(OSTP)发布了《国家空间天气策略和行动计划的实行计划》(以下简称实行计划),该实行计划是美国空间天气国家策略的要紧延续,一经发布就引起国际社会的广泛关注。
  Ⅱ美国新版实行计划重点解析
  美国拜登政府将增强空间系统的安全性和恢复能力作为空间政策的最重要任务。此次发布的实行计划旨在从国家层面为跨部门的空间天气活动提供路线图。通过这项工作,美国政府将进一步保障国家安全资产、重要基础设施和空间运营,同时促进美国商业空间和地面活动的进步。实行计划围绕三大目的,提出了93条具体的手段,帮助美国成为空间天气有备国家。
  目的1、提高国家安全、国土安全与商业资产和业务抵御空间天气影响的能力。进一步健全空间天气基准,达成对空间天气事件强度的定量评估;评估重点重要基础设施系统和国家安全资产对空间天气影响的脆弱性,并指导风险管理;对空间天气对空间、空中和地面国家重要职能与有关优先级重要基础设施和国家安全系统、资产和互联网的影响进行建模;鉴别和评估频发和极端空间天气事件对空间任务的影响;评估空间天气对重要任务的运转和推行的影响本钱;确定和优先考虑研究和开发的必要性,以增强重要职能和国家安全资产对空间天气影响的安全性和弹性;测试、评估和部署技术和设施,以减轻空间天气对重要功能和资产的影响;支持开发和用标准,提升设施对空间天气事件的恢复能力。
  目的2、进步并发布准确准时的空间天气特质和事件预报。明确地基、海基、空基和天基观测所需的基本能力;确保空间天气观测平台、能力和互联网的规范运行;支持和协调太阳物理和地球空间科学基础研究;确定、开发和测试革新办法,以达成更强大、信息更丰富、更靠谱、本钱更低的评估方法;改进现在的空间天气模型,开发更一流的空间天气模拟技术;确定并酌情发布新的或之前未充分借助的数据集;确定将研究中的模型和观测能力转化为业务运营的机制;加大观测数据在有关行业内的可获得性和共享;提升空间天气事件公告的时效性;与国际伙伴合作,以确保极端事件期间空间天气商品和服务与全球协调一致;进步和健全态势感知能力。
  目的3、打造对空间天气事件应付和恢复的计划和程序。拟定、审察和更新联邦应付计划、项目和程序,以应付空间天气的影响;开发和分发关于空间天气影响的商品和信息,以支持协同应付和恢复工作;促进信息共享,为受空间天气影响风险最大的重要基础设施的运行和恢复提供信息并予以加大;评估在空间天气事件发生之前、期间和之后,有关指挥、中止或控制的重要基础设施运行、功能和服务的能力方面的行政和法定权限;针对空间天气事件打造联邦响应、重建和运行演练的计划和程序。
  Ⅲ国内空间天气策略的进步态势
  国内从地磁监测、电离层有限参量的监测起步,经过几十年的进步,现在已经基本打造了针对整个日地空间的多参量监测能力,为应付空间天气对社会经济的影响提供了技术保障。此次美国《实行计划》的发布,对国内空间天气策略进步也有深刻的启示。
  第一,打造跨部门的空间天气事务协调机制。空间天气涉及国家的多个部门,需要强化组织领导和统筹协调,整理各类革新平台与科研任务,构建多方支持的基础研究和应用研发生态,与用户部门和国内外科研力量协力攻关,达成互通互联、互融互惠。
  第二,建设天地一体化监测体系。加快立项推行以我为主的国际性空间环境地基监测计划,强化国内在地基综合监测范围的国际引领性优势;聚焦日地全景,加快部署系列科学卫星任务和揭示空间天气起源的重大科学前沿;接续推进应用卫星搭载和空间天气监测专星任务,从源头上破除国内对美欧国家在空间天气天基监测数据方面的依靠,确保国内空间天气预报保障服务自主高效。
  第三,集合多方力量推进空间天气的研究和应用事业优质迅速进步。大力提高空间天气的基础研究力量,强化基础研究达成源头突破和革新,提高空间天气预报业务的服务能力;深化国内空间天气范围的融合进步,同时加大常识普及和传播。以实质行动落实三大全球倡议,帮助和平借助外层空间、构建人类命一同体。

 
 
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