曾导致空间站加速下坠？地球发生特大地磁暴：神舟十九号航天员怎么办？

就在大家过元旦节之时，地球爆发了一次特大地磁暴现象。从北京时间2025年1月1日11时开始，到1月2日02时，地球爆发了明显的地磁暴活动，其中在1月1日23时到1月2日02时，地球爆发了指数达到8的特大地磁暴。不过现在这次地磁暴现象已经结束了，地球磁场已经恢复。

可能有一些网友不知道地磁暴现象到底是什么。其实这是一种很常见的自然现象，和太阳活动有关系。众所周知，太阳并不是平静的，经常会爆发太阳黑子、太阳耀斑之类的太阳活动，当太阳爆发这些活动时，有时候会出现日冕物质抛射，一次日冕物质抛射过程就能将数以亿吨计的太阳物质以数百千米/秒的高速抛离太阳表面。

这些来自太阳表面的太阳物质包含着巨大的能量，包括太阳强大的磁场能，它们在太阳爆发后朝着宇宙深处高速奔袭而去。如果它们朝着我们地球的方向袭来的话，就可能会引发地磁场方向与大小的变化，这就是地磁暴。

当地球爆发地磁暴时，这些高能带电粒子以极快的速度轰击地球，与地球大气层的气体发生碰撞，就会以光的形式释放能量，这时候就会产生极光现象。在这次特大地磁暴爆发时，黑龙江的漠河上空就出现了极为绚丽的极光景象。在漠河的北极村，肉眼可以直接就看得到在夜空中交相舞动的极光，这些极光色彩斑斓，有红色、绿色、紫色等多种颜色，非常壮丽。

地磁暴爆发时，除了会引发极为绚丽的极光现象外，还会影响到无线电波的传播，对无线电通信、影响飞机轮船等的导航产生一定的干扰，还可能会影响到手机信号，甚至可能会影响到在近地轨道运行的各种航天器，包括各种卫星、空间站、飞船、探测器等。

目前已知的最大地磁暴是发生在1859年的“卡林顿事件”。当时导致欧洲的一部分地区的电报设备出现融化以及长达8天的恶劣空间天气。不过，由于那时候没有像现在这么多电子设备，没有卫星，也没有无线电通讯，所以没有造成太大的破坏。

而在1989年3月爆发的超级地磁暴现象的破坏力就相当惊人，当时导致加拿大魁北克电网系统完全瘫痪，大部分地区在经过长达9个小时后才恢复供电。不仅加拿大，澳大利亚的输油管也因此而受损，美国的GOES-7卫星有一半太阳能电池受到损伤，寿命差不多缩短了一半；日本通信卫星CS-3B备用命令电路损坏。在1990年7月9日，北美洲、欧洲也曾经遭到一次大地磁暴现象的袭击，很多卫星都出现了故障，电力系统、航班也受到了不同程度的影响。

在2003年10月底至11月初期间，地球也曾经出现了强烈的地磁暴现象，当时很多地区的通讯都受到了影响，导航定位系统的精度也大幅度下降，甚至差不多有一半的卫星都收到影响，其中日本先进地球观测卫星-2（ADEOS-2）完全失效。

曾经导致空间站高度加速下降

这些年来，我们经常看到地磁暴、太阳耀斑等一系列的现象，所以现在地球爆发地磁暴也不是什么罕见的事情。而在之前的地磁暴活动过程中，包括空间站在内的航天器也因此而受到不同程度的轨道高度加速下降的情况。

这是因为当地球爆发大地磁暴现象时，地球高空中的空气密度会增大，随着高空中的空气密度增大，空气阻力也就随之增大了。在近地轨道运行的航天器虽然处于外太空，但那里并不是真正的真空状态，还会有稀薄的空气，在正常情况下也会受到一定的空气阻力。

而在地磁暴现象爆发时，近地轨道的空气增多了，这些航天器受到的空气阻力也就变大了。随着它们受到的空气阻力变大，飞行速度肯定会有所下降，随着它们的飞行速度下降，飞行高度也会下降。

不同的航天器受到的空气阻力是不同的，像一般的卫星就比较小，“迎风面”不大的情况下受到的空气阻力小一些，轨道衰减的速度可能没那么大。而空间站的体积非常大，有很多个巨大的舱段，还有面积巨大的太阳能电池板，受到的空气阻力就会非常大，轨道衰减速度也会更大一些。从这一点来看，空间站组合体受到的影响可能会比一般的航天器大得多，下坠的速度可能也会更快一些。

在2024年5月11日地球爆发地磁暴现象时，中国空间站、国际空间站都出现不同程度的下降，下降幅度达到500-1000米范围。如果是一般的航天器，在频繁遭到地磁暴现象而出现轨道加速下降的情况，可能很快就会坠落地球大气层烧毁了。不过这些现象对我们的空间站来说问题不大，大家不需要担心。

因为在空气阻力的作用下，包括空间站组合体在内的航天器都不可避免会下降高度，所以很多卫星之类的航天器在结束使命后都会坠落大气层烧毁。而空间站的情况不同，它需要飞行好多年，可能长达十多年甚至二十年时间。

这就需要想办法让空间站一直保持一定的飞行高度，而不是坠落地球大气层。这也就是为什么每隔一段时间，空间站就需要启动发动机进行加速提升飞行轨道高度的原因，这个过程需要消耗推进剂，而货运飞船可以给空间站进行物资的补给，包括补给推进剂。

虽然这些现象会影响到近地轨道运行的航天器，包括空间站也是不可避免的，但是我们的航天器还是很安全的，大家不需要担心。首先，刚刚我们也提到了就算空间站的飞行高度可能会因此而加速下坠，但是我们的空间站可以进行加速，避免坠落大气层烧毁。

其次，我们也会加强对太阳活动的监测，发现太阳爆发活动可能会影响到地球、影响到空间站时，就会提前发出预警，航天员会根据预警进行一系列的应对措施，包括在太阳活动爆发期间不进行出舱活动，或者进入到空间站内会防护能力很强的区域来躲避宇宙辐射等。在有必要的情况下，航天员还会穿上航天服进入飞船返回舱内，一旦遇到紧急情况，就会乘坐飞船迅速返回地球。

除此之外，在发射场，我们还有一艘处于待命状态的神舟二十号飞船，这艘载人飞船就是给神舟十九号的航天员们保驾护航的，如果有需要，神舟二十号飞船可以快速发射到中国空间站，去把航天员接回来。

空间站为何不能飞得更高

既然在近地轨道运行这些航天器还会受到空气阻力而出现轨道下降的情况，而空间站又要飞行十多年甚至更长时间，为什么我们不能让它们飞得更高，而是让它们在大约400公里的轨道运行呢？

不可否认，距离地球表面越远，空气密度会越低，飞得越高空气阻力会越小，但这对于载人飞船、空间站来说并不适合。它们不能范艾伦辐射带，那里被视为近地轨道载人航天器飞行高度的“上限”。

超过这一个范围后，虽然空气阻力小了，但是宇宙辐射却更强了。因为在这一个范艾伦辐射带存在大量被地球磁场捕获的高能带电粒子，这些高能粒子会对航天器造成较大的危害。

如果是无人飞行的探测器、卫星还好，最多就是影响它们的使用寿命，而载人飞船、空间站的情况就不同了。在近地轨道运行，航天员们本身就需要承受比在地面更强的宇宙辐射了，如果飞得更高一些，受到的辐射会更多。

至于为什么空间站都选择在400公里左右的轨道高度运行，除了不能飞得更高一些外，也不能飞得太低。太低的话，空气阻力就会更大，更加容易坠落地球大气层。所以，综合考虑了方方面面的因素后，科学家最终选择让空间站在距离地面大约400公里的高度运行。