太阳爆发“三连暴”，美国探测器曾损失惨重，嫦娥六号该如何抵挡

当人们习惯了中国火箭成功发射、嫦娥六号飞向月球的时候，太阳发生了“三连暴”。

5月3日到6日，太阳连续发生三次X级超级耀斑爆发，喷出的日珥火焰比地球还大，每次释放的能量相当于几万亿个广岛原子弹同时爆炸，等离子气体风暴正在以每秒几百公里的速度从太阳吹向深空。

（大耀斑爆发！）

面对这次太阳的“三连暴击”事件，不仅神舟十八号飞船和空间站会受到影响，刚刚出发的嫦娥六号探测器，也要遭受太阳风暴连续袭击的考验。那嫦娥六号该如何抵挡太阳风暴，我们又准备了哪些防御手段呢？

先来看这次“三连暴”的详细情况：

5月3日下午嫦娥六号成功发射，但就在发射前几个小时，当天上午10点22分，太阳发生了一次X1.6级的强耀斑，对我国上空的电离层产生了直接影响，我国空间天气监测预警中心发布了耀斑提示。

（国家预警中心的提示）

5月5日下午2点01分，太阳再次爆发一个X1.3级强耀斑，再次影响了我国上空的电磁通信。

5月6日下午2点40分，太阳第三次耀斑爆发，这次强度明显超过了前两次，达到了X4.5级，是本轮太阳活跃周期以来第三强，仅次于今年1月1日早上5点55分X5.0级的大耀斑，以及2月23日早上6点34分的X6.3级大耀斑。

（5月6日的X4.5级大耀斑，强度很高）

但是前两次大耀斑的喷射方向都没有对准地球，而且都发生在日出时分，对我国影响很小；而5月6日这次耀斑爆发位置在太阳右上部分编号为AR3666的黑子群附近，而且发生我国的白天，让我国短波无线电通信受到了大量干扰。

最要紧的是，这次耀斑爆发持续在X级通量的时间超过35分钟，持续时间之长，为历史罕见，日冕物质喷射方向虽然不是完全正对着地球，但是“溅射伤害”的覆盖范围很大，还是可能引发中等强度的地磁暴。

那如果耀斑爆发完全正对着地球，会有什么后果呢？

历史会告诉我们答案：1989年3月13日，当时太阳也是爆发了一次X4.5级的耀斑，而且日冕喷射刚好擦过了地球，引发了一次超级地磁暴。

（地磁暴引起感应电流，线路烧毁）

当地凌晨2点44分，加拿大魁北克省的电网控制中心，所有仪器指示灯突然开始疯狂闪烁，不到90秒钟，整个电网完全崩溃，600万居民停电。

与此同时，美国新泽西州的电网也严重损坏，德拉维尔河上的一座核电站的巨型变压器烧毁，就连一部分红绿灯都被烧坏，整体损失上亿美元。

在太空中，美国更是损失惨重，很多卫星短暂失去联系。

美国海洋和大气管理局（NOAA）的GOES-7气象卫星的太阳能电池板烧掉了一半，寿命减半；NASA的太阳极大期任务卫星（SMM）损失了3公里的轨道高度，并且在当年12月2日坠入大气层烧毁；日本通信卫星CS-3B的电路板也烧坏了。

（地磁暴引发强烈极光）

当时我们国家卫星数量还很少，所以影响比较小，但是三十多年过去了，现在我们不仅有很多卫星，还有空间站，有神舟十八的三位航天员，就必须非常注意太阳爆发的危害。

2021年4月我国发射天和核心舱，开始建设空间站；同年10月我国发射第一颗太阳探测技术试验卫星羲和号，就是专门盯着太阳，一旦发生强烈耀斑，第一时间确定日冕物质抛射的方向，是不是对着地球；如果刚好对着地球，那就要立刻发出预警，让空间站和卫星做好防御准备。

（我国空间天气预警中心）

太阳耀斑对地球的“攻击”分为三步：

第一步是光辐射，爆发的能量首先以微波的形式，以光速到达地球大气层，造成电离层扰动，干扰甚至中断短波无线电信号。微波还会加热大气层，造成局部大气膨胀，低轨道卫星受到的大气阻力激增，从而坠落。刚才提到NASA的卫星提前坠毁，就是这个原因。

2022年2月，马斯克公司有一批49颗星链卫星，发射的第二天就在210公里的轨道高度上遭遇了太阳风暴引起的局部大气膨胀，其中40颗迅速坠毁。

第二步是核辐射，耀斑爆发会产生大量高能射线粒子，比如伽马射线，以每秒几万公里的速度，持续轰击地球，地面上的人受到地磁场和大气层的保护，但是空间站里面的航天员就可能会受到伤害，严重可能会造成DNA断裂、细胞死亡等等。

（耀斑爆发时，航天员不能出舱）

虽然X级太阳耀斑相当于几千万个氢弹的能量，但跟宇宙中其他力量比起来，只不过是“温柔的蜡烛” 。

4.4亿年前的奥陶纪生物大灭绝，可能原因就是一颗超新星爆发产生的伽马射线暴，仅仅扫射了地球10秒钟，就灭绝了85%的地球生物，是史上排名第二的大灭绝。

第三步是日冕物质抛射，这是一股携带太阳磁场的等离子云团，一般以几百公里的时速，在耀斑爆发三到五天后抵达地球。

如果太阳爆发没有对准地球的方向，那么倒不会有什么影响；但如果日冕物质抛射刚好对准地球方向，那麻烦就大了，这一大团等离子会严重挤压地球磁场，引起全球范围的磁场紊乱和感应电流，这就是地磁暴。

（今年2月23日耀斑虽然达到了X6.3级，但没有日冕物质抛射，对地球影响很小）

也就是说，太阳耀斑爆发对人类的危害程度，主要看有没有日冕物质抛射，以及抛射的方向是不是对准了地球。如果刚好对准地球，引发大规模地磁暴，就是最糟糕的一种情况。

地磁暴会在电路板、高压输电线、甚至电阻率比较高的土壤当中，都产生感应电流，烧坏变压器、集成电路，造成大范围停电和通信故障。

人类有确切记录的最大规模的地磁暴，发生在1859年9月1日。

当时人们甚至可以用肉眼看见太阳表面发生了两次白色的闪光，持续了五分钟；然后全球的电报机几乎都失灵了，甚至莫名其妙着火。

在接下来的一星期，整个地球磁场都处于狂暴状态，就连古巴、夏威夷和中国南方都能看到壮丽的极光。现代科学家根据当时记录的数据，推算出那次太阳耀斑的强度达到了X50级。

这就是著名的“卡灵顿事件”，不过那个时代的人们，生活中连电力都没普及，所以受到的损失比较少。

但如果现在再发生一次，你想象一下，手机卡死、电脑宕机，电动汽车也抛锚了，人类社会可能会遭受惨重损失。

这不是危言耸听，因为在2003年10月底，太阳又一次发生X28级的超级耀斑，修正观测数据后的峰值达到了X45级，为人类建立观测等级以来的最高记录。

幸运的是那次日冕物质抛射没有正对地球，但是依然在太空造成了严重损失，欧美的一系列科研卫星都遭受不同程度损坏，全球GPS受到干扰甚至中断。伊拉克战场上的美英联军通信、导航都受到影响，部分作战行动被迫推迟。

（太阳风暴对电子设备的打击，强度远超人类EMP炸弹）

当时NASA“奥德赛”火星探测器上的MARIE观测设备被强烈的射线烧毁，这是人类第一个因为太阳风暴灾害而损毁的深空探测器。

这次X4.5级耀斑爆发，嫦娥六号月球探测器没有地磁场和大气层的保护，只能靠自己硬扛。

电影《流浪地球2》里就有太阳风暴袭击月球基地的镜头，电影为了视觉刺激，制造了风暴吹起尘埃的效果，但真实的太阳风暴完全是肉眼看不见的，你只会发现电子设备冒出火花，然后烧坏。

（笨笨机器狗的防护薄膜）

电影中的“笨笨”机器狗，拿起一块银色的金属箔膜，盖在了自己身上。其实这是一种MLI多层隔热材料，是聚酰亚胺和铝箔结合而来的。

嫦娥六号探测器，外表面有一层金灿灿的衣服，这就是聚酰亚胺材料，它是一种金色的塑料，在航天器上使用非常多，因为它有三个很好的性能：

（聚酰亚胺多层材料）

一是机械强度高，做成复合薄膜，抗拉强度最高可以达到400MPa，强度是钢材的几倍，密度却只有几分之一；

二是非常耐腐蚀，抗氧化能力极强，一般的酸碱都腐蚀不了它；

三是耐热性能好，可以适应零下100度到零上300度的温差，远超普通塑料。

（嫦娥六号全貌，金色和银色的防护材料）

看来金色的果然都是好东西，聚酰亚胺材料，再镀上一层层的铝、银以及其他材料，就对可见光、红外线等各种电磁波都产生比较好的屏蔽效果，保持航天器的温度，抵抗宇宙中的辐射。

根据不同的配方组合，颜色也不光是金色的，也会呈现出银色、黑色的。

（MLI材料可以抵抗辐射，隔绝热量）

嫦娥六号除了使用聚酰亚胺材料做成金色的防护外衣，还采取了别的防御措施：

一是硬件防护，像是控制计算机之类的核心零件，都有单独的防辐射外壳；

二是核心部件都有多重备份，有些电路和芯片会设计成多重冗余结构，坏了一个还有另一个替补；

三是软件纠错，我们给这些计算机的软件设计了一种主动定时刷新的程序，如果有宇宙射线产生干扰或者报错，可以自动纠错，绕开坏点。

（卫星的外衣，也被用于救灾，可以让民众在寒冷中保温，这也是航天技术的好处）

除了嫦娥六号依靠自己的金银外衣、软硬件来硬扛这一波太阳风暴，我们还建立了空间天气预报系统，不仅是给近地轨道上的中国空间站提供预警，未来也会扩展到月球空间、甚至火星轨道，给我们的深空探测器提供太空天气预报。

今年是太阳活动的极大年，根据科学家测算，太阳风暴活动还将持续，在2024年底达到顶峰。另一方面也说明，我国航天科研人员也早就充分考虑到了今年太阳频繁爆发的情况，在设计上就做了很多防护措施。

虽然我们尽可能做了准备，但是太空环境确实很恶劣，嫦娥六号面临的考验才刚刚开始，咱们也只能祝福它一路平安。咱们对中国航天充满信心，期待它顺利完成任务。

（期待嫦娥六号克服困难，完成任务！）