神舟十号载人交会对接的空间环境保障

　　 随着神舟十号于2013年6月26日在内蒙古安全着陆，中国顺利完成了第五次载人航天任务。2013年是第24太阳活动周的峰年，神舟十号任务期间的空间环境如何？中科院空间环境预报中心又是如何为其保驾护航的呢？

风云突变的空间环境

　　
　　影响神舟十号发射运行安全与航天员安全的轨道空间环境主要是大气环境、高能辐射环境和流星体环境等。其中大气环境和高能辐射环境的变化主要受太阳活动与地磁活动的制约。太阳活动是近地空间环境的扰动源，大的太阳爆发活动直接影响近地空间环境，如产生的太阳质子事件会引起高能辐射环境变化，给航天器和宇航员造成辐射伤害；日冕物质抛射引发的地磁暴会使高层大气密度迅速上升，导致低轨道上航天器的阻力增加，从而改变航天器的正常运行轨道，增大航天器定轨及轨道预测的误差。

图1 神舟十号成功发射

　　2013年是第24太阳活动周的峰年，与以往活动周相比，第24周峰年水平偏低，这意味着2013年有可能是个小峰年。但是，小峰年并不意味值不会出现大的太阳爆发活动。例如，1859年所处的第10太阳活动周就是个小峰年，但发生了有记录以来的超强太阳风暴—卡林顿事件。

图2 第23、24太阳活动周黑子数实测和预测值

　　太阳活动：2013年5月中旬，距离神十发射不到一个月的时间，活动区AR1748连续爆发了4次X级耀斑，并且伴随有强烈的日冕物质抛射，这在第24活动周是第一次，不过由于爆发位置偏于日面东边缘，仅引起了小太阳质子事件和小地磁暴(详见厚爱地球的5月太阳风暴)。随后活动区AR1745在5月22日爆发了一个M5级耀斑，其喷发的高能带电粒子引起了大质子事件，这是第24周开始以来的第三大质子事件。这两个活动区如此活跃，27天后重新转入日面时，正值神十发射窗口附近，它们是否还会爆发剧烈的太阳活动？令人欣慰的是，根据对STEREO—B卫星观测资料的分析，这两个活动区在太阳背面已经逐渐衰减，转入日面时已经消亡，对神舟十号任务完全没有影响。

图3 活动区AR1745与AR1748

　　地磁活动：影响地磁扰动的因素主要是冕洞和日冕物质抛射。在太阳活动低年，引发地磁扰动的因素以冕洞为主；在太阳活动高年，以日冕物质抛射为主。2013年以来，太阳活动水平较高，但地磁活动水平略有下降，整体上仍处于较低水平。在过去的半年多时间，地磁AP指数的月均值在10以下，低于历史上有记录以来太阳活动周相似时段的地磁扰动水平。虽然6月1-7日爆发了多次地磁暴，但在神舟十号发射以及交会对接任务期间，地磁基本平静，没有发生地磁暴。

图4 2013年6月1-7日发生的地磁暴

空间环境预报保障

　　
　　 空间环境预报中心从神舟十号发射前三个月开始提供发射安全期预报，发射前7天至发射当天每天提供安全期短期预报。在神舟十号发射前一个月，爆发了多次强烈的太阳活动，面对这种复杂形势，预报中心组织开展了多次预报汇商，细致分析空间环境资料，对发射窗口和交会对接期间的空间环境状况进行了详细分析，最终得出结论，神舟十号发射窗口安全。

　　在发射前和交会对接任务期间，空间环境预报中心24小时不间断对空间环境进行监测，每8小时提供一次空间环境预报。整个任务期间，包括神舟十号与天宫一号交会对接和太空授课，直至神舟十号安全返回，空间环境都是安全的。

图5 神舟十号发射及交会对接期间的空间环境

　　中科院空间环境预报中心是我国载人航天工程任务的空间环境保障责任单位，作为空间应用系统空间环境保障分系统参加了载人航天历次飞行任务，成功完成了神舟一号到神舟九号以及天宫一号的空间环境保障任务。空间环境预报中心怀着对载人航天任务的崇高使命感以及强烈的责任心，再一次出色地完成了神舟十号任务的空间环境保障工作。中科院院长白春礼特此贺信中科院空间中心，祝贺神舟十号载人飞船成功发射并与天宫一号成功对接。

图 6 白春礼院长贺信

未来之路任重道远

　　
　　神舟十号飞船顺利发射并与天宫一号对接成功，标志着我国载人航天工程二步第一阶段任务圆满完成。之后，我国将陆续发射天宫二号、天宫三号，并建成空间站。预报中心在完成神舟十号的空间环境保障任务之后，仍将继续提供天宫一号的在轨运行安全保障。未来，将继续承担天宫二号、天宫三号以及空间站的空间环境保障任务，预报中心将在长期积累的保障服务经验基础上，为载人航天任务的保驾护航不懈努力。

图7 未来中国空间站设想图