王赤:建议推进空间天气保障能力建设 为太空资产保驾护航!截至2024年底,我国在轨航天器数量已超过1000颗,位居世界第二。随着太空资产规模持续壮大,加强空间天气保障能力变得尤为重要。建议推进空间天气保障能力建设,建立天地一体化的空间天气监测体系。
今年的建议重点在于加强空间天气保障能力。随着人类进入空间时代,科学技术不断发展,人类探索利用空间的活动越来越多,空间天气的重要性日益凸显。一方面,空间天气直接影响科技、国防等空间活动。例如,2024年5月,强烈的太阳风暴袭击地球,导致罕见的极光现象出现在我国北方乃至京郊地区,并引发全球多地短波通信中断、天波超视距雷达探测能力下降以及全球导航卫星系统失锁等问题。另一方面,灾害性空间天气严重威胁太空资产安全。据统计,约40%的航天故障是由空间天气造成的。2022年,一次中等空间天气事件导致美国太空探索技术公司的38颗“星链”卫星提前坠入大气层报废。
为应对这些挑战,建议国家层面加强顶层设计和统筹谋划,建立国家层面的空间天气规划和行动计划。同时,推进空间天气保障能力建设,建设天地一体化的空间天气监测体系,强化对太阳到地球空间链锁变化物理过程的基础研究,加快发展数值模拟和人工智能等先进预报技术,提升空间天气预报业务的精度和服务能力。
近年来,提出的关于加速构建空间科学国际合作新发展格局和进一步优化我国卫星频率资源申请协调工作机制的建议,都得到了有关部门的积极回应。
子午工程(全称“空间环境地基综合监测网”)是“十三五”国家重大科技基础设施,主要目标是揭示日地空间环境的变化规律,通过监测和预报空间天气事件,保障航天、通信、导航等高技术系统的安全运行,并为重大航天活动提供决策支持。2012年,“子午工程”一期建成,实现了我国地基空间环境监测从无到有的跨越发展。2019年,二期工程启动建设,在一期基础上新增16个观测台站,形成“一链、三网、四聚焦”架构,显著增强了空间环境监测能力。子午工程二期已完成建设并通过各专项验收,预计于2025年完成国家验收。目前,子午工程一期和二期已融合运行,连续获取空间环境观测数据,并对外提供数据共享服务。
中国科学家还以子午工程为基础,率先提出并主导国际子午圈大科学计划,目标是建立陆地最完整的东经120°至西经60°子午圈监测链,实现对日地空间环境全纬度、全天候、日不落的立体观测,解决太阳风暴、地球磁场变化等全球性挑战难题,为应对空间天气灾害、和平利用空间提供科学依据。
随着我国航天60多年的发展,我国空间科学取得了长足的进步。本世纪初发射了首个真正意义上的科学卫星——“双星计划”,初步形成了我国空间科学卫星系列。载人航天工程开展了大量空间科学与应用实验,月球与行星探测工程实现了科学、技术、工程的融合发展。当前,我国空间科学原创成果开始呈现多点突破态势。“悟空”号开展暗物质粒子探测,“墨子”号首次开展空间尺度的量子科学实验,“慧眼”是我国首个空间X射线天文望远镜,夸父羲和竞相逐日;嫦娥四号和六号首次揭示月球背面奥秘并采样返回,天问一号开启我国火星探测的序幕;中国空间站建成我国首个太空实验室。
尽管与世界航天强国相比,我国空间科学卫星数量较少,缺乏重大标志性原创科学成果,总体还处于起步阶段,但有信心、有能力迎头赶上。未来10到15年内,有望在多个领域取得突破性进展,如在空间天文领域发现独特变化的天体现象,在日地联系领域揭示太阳活动如何影响地球空间环境的规律,在月球探测领域深入了解月球的起源和演化,实现首次火星采样返回,并探测宇宙黑暗时代。