北京時間2023年5月10日21時22分，天舟六號貨運飛船在文昌航天發(fā)射場準(zhǔn)時升空進(jìn)入預(yù)定軌道，并在5月11日5時16分與天和核心艙成功完成交會對接，轉(zhuǎn)入組合體飛行段。天舟六號貨運飛船發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功，空間站應(yīng)用與發(fā)展階段飛行任務(wù)首戰(zhàn)告捷。

圖1 問天實驗艙成功發(fā)射（圖片來源：中國載人航天工程網(wǎng)）

　　中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心一直是載人航天工程科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)中的空間環(huán)境保障分系統(tǒng)的承擔(dān)單位。在載人空間站任務(wù)中，自2021年空間站天和核心艙發(fā)射以來，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心太陽活動與空間天氣重點實驗室空間環(huán)境預(yù)報中心（以下簡稱“預(yù)報中心”）持續(xù)為天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙、天舟貨運飛船、神舟載人飛船的發(fā)射、在軌運行、交會對接、航天員出艙等任務(wù)提供了空間環(huán)境長期、中期、短期預(yù)報和災(zāi)害性事件警報等，保障了空間站建造期的空間環(huán)境安全。

　　在天舟六號發(fā)射任務(wù)中，由于其將與空間站對接，而空間站運行軌道高度為400~450公里，處于中高層大氣中。而中高層大氣環(huán)境的變化主要受太陽活動和地磁活動的制約。其中，太陽活動是近地空間環(huán)境的最主要擾動源，太陽輻射直接加熱大氣，導(dǎo)致中高層大氣密度上升；太陽爆發(fā)活動可能引發(fā)地磁暴，這時中高層大氣密度也會快速上升。當(dāng)中高層大氣密度增加時，空間站遭遇到的大氣阻力增加，從而改變正常的運行軌道，可能增大空間站定軌和軌道預(yù)測的誤差。

圖2 航天器軌道衰減（模擬圖）

　　從中長期來看，天舟六號的發(fā)射期（2023年5月）處于第25太陽活動周的上升階段和高年階段，太陽活動整體水平較高，太陽爆發(fā)活動的強度和頻次也相對較高。因此，太陽活動和地磁活動對空間站軌道環(huán)境（中高層大氣）的影響比較大。

圖3 第24-25太陽活動周的黑子數(shù)（實測和預(yù)報中心預(yù)測）

　　針對天舟六號的發(fā)射任務(wù)，從發(fā)射前一個月開始，預(yù)報中心陸續(xù)向有關(guān)部門提供了多期空間環(huán)境安全期中期預(yù)報，對發(fā)射窗口的空間環(huán)境狀況提前進(jìn)行的中期分析和預(yù)測。我們預(yù)計5月中上旬，太陽將會發(fā)生中小爆發(fā)活動，有可能發(fā)生大爆發(fā)活動，不會發(fā)生影響天舟六號發(fā)射的特大太陽爆發(fā)事件，不會發(fā)生大地磁暴事件，天舟六號發(fā)射窗口的空間環(huán)境是安全的。

圖4 2023年1月～4月太陽10.7cm射電流量（F10.7）

圖5 2023年1月～4月地磁Ap指數(shù)

　　在發(fā)射的前幾天，預(yù)報中心更是積極備戰(zhàn)，細(xì)致分析空間環(huán)境監(jiān)測資料，對發(fā)射窗口前后的空間環(huán)境狀況進(jìn)行詳細(xì)預(yù)測。在5月上旬，太陽上每天都有8個左右的活動區(qū)上，包括編號為AR3296的磁異?；顒訁^(qū)，中小爆發(fā)活動比較頻繁。太陽幾乎每天都爆發(fā)M級耀斑，并伴隨有多次日冕物質(zhì)拋射（CME），引起了2次地磁暴和2次地磁活躍事件。

圖6 2023年5月1～8日發(fā)生的地磁暴

　　地磁暴事件，可能影響到空間站軌道的大氣環(huán)境，載人空間站工程中負(fù)責(zé)軌道控制和預(yù)報的有關(guān)部門比較關(guān)心空間環(huán)境的態(tài)勢和變化。預(yù)報團隊與該部門加強聯(lián)系，保持密切溝通，提前準(zhǔn)確預(yù)報并匯報了地磁暴事件和地磁指數(shù)，加密頻次提交空間環(huán)境預(yù)報。

　　在5月8日，AR3296爆發(fā)了一個朝向地球的CME，這很可能在10日再次引發(fā)地磁暴。預(yù)報中心迅速組織相關(guān)人員對這次CME事件進(jìn)行分析、模擬、會商、研判，對可能引起的地磁暴的時間和強度提前進(jìn)行詳盡的預(yù)測，并及時將預(yù)報結(jié)果匯報至有關(guān)部門。

圖7 2023年5月8日爆發(fā)的CME（soho監(jiān)測）

圖8 2023年5月8日CME的行星際傳播（預(yù)報中心自主模擬）

　　我們的預(yù)報結(jié)論認(rèn)為：預(yù)計在天舟六號預(yù)定的發(fā)射窗口前后，有可能發(fā)生M級耀斑的太陽爆發(fā)活動，不會發(fā)生影響發(fā)射的特大太陽爆發(fā)事件；可能發(fā)生中小地磁暴，但預(yù)計不影響發(fā)射。最終結(jié)果顯示，天舟六號發(fā)射日（10日），太陽爆發(fā)M2級耀斑，沒有大爆發(fā)活動，發(fā)生小地磁暴。

　　中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心空間環(huán)境保障團隊為天舟六號的發(fā)射提供了圓滿的空間環(huán)境保障！

圖9 天舟六號發(fā)射日（5月10日）太陽爆發(fā)情況

圖10 天舟六號發(fā)期日（5月10日）地磁情況

　　目前，已進(jìn)入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段，預(yù)報中心將一如既往持續(xù)提供空間環(huán)境預(yù)報產(chǎn)品，為空間站的安全運行、航天員出艙、交會對接、空間科學(xué)實驗等任務(wù)提供及時的空間環(huán)境預(yù)報信息！

圖11 中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心空間環(huán)境保障團隊

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