你负责诗和远方，我负责路途坦荡——天宫二号的空间环境保障

　　10、9、8、7、6、5、4、3、2、1，点火！随着这熟悉有力的一声令下，2016年9月15日22时04分09秒，天宫二号腾空而起，开启了长达两年的太空之旅。作为我国第一个真正意义上的太空实验室，天宫二号将开展史无前例的14项空间科学与应用项目，并为航天员长达30天的中期驻留提供适合人生活的环境和物资供给。中科院空间环境预报中心也开始全天候的空间环境保障模式，24小时不间断的为天宫二号的安全运行保驾护航。

天宫二号的使命

图1 天宫二号发射成功

　　天宫二号是天宫一号的亲姊妹，是在一号的基础上，根据任务需求改装研制而成的，同样采取两舱结构，由资源舱和实验舱组成。资源舱是一个非封闭结构，主要是为天宫二号在太空飞行提供能源和动力；实验舱是一个密封舱，主要为航天与在太空生活提供洁净、温湿度适宜的载人环境和活动空间。

　　天宫二号被称为空间实验室，是真正意义上的空间试验室。飞行期间将与神舟11号牵手，接受航天员的访问，并开展伴飞小卫星试验。与天宫一号相比，天宫二号上搭载了全新配套的空间应用系统载荷设备，无论配套设备数量还是安装复杂度均创造了历次载人航天器任务之最：将开展14项空间科学与应用项目。在完成发射之后，它将在太空完成三大使命：

（1）航天员的中期驻留；

（2）推进剂的在轨补加；

（3）开展空间的科学应用实验，为空间站进行在轨维修性的技术验证。

这些核心技术的攻关和储备，将推动我国空间站建设进程更进一步。

影响天宫二号发射运行安全的空间环境

　　影响天宫二号发射运行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。这些环境的变化主要受太阳活动和地磁活动的制约。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，如产生太阳质子事件引起高能辐射环境的变化。地磁暴期间，高层大气密度会迅速上升，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，增大航天器定轨和轨道预测的误差。

　　天宫二号发射期处于第24太阳活动周的下降段，太阳爆发活动的强度和频次都大大降低。但是这并不意味着可以安枕无忧了，因为冕洞开始登上舞台，经常连续几个太阳自转周引起地磁扰动，并且在每年的秋分点附近，地磁扰动的程度加剧。9月初长达一周的地磁扰动就是由图2中的冕洞引起的。根据太阳的自转规律，该冕洞在9月下旬再次引起长时间的地磁扰动。

图2 SDO卫星观测的日冕图像，图中暗黑部分是冕洞

图3 地磁Kp指数变化

天宫二号的空间环境保障服务

　　遨游太空的天宫二号，看到的不仅是嫦娥和玉兔，还会碰到各种恶劣的空间环境事件，这就需要空间环境预报为其保驾护航，告知其前方的道路状况。

　　从神舟1号，到神舟10号，再到长驻太空的天宫一号，中科院空间环境研究预报中心（简称预报中心）一直是我国载人航天任务空间环境保障的承担单位，无时无刻不在保障着飞船运行空间环境的安全。

　　对于天宫二号的空间环境保障任务，预报中心早在2015年就开始准备，向工程总体提交了多份技术报告，对任务期的空间环境参数进行了长期预测，分析空间环境对航天器的影响。在天宫二号发射前的三个月，对发射窗口的空间环境状况进行分析预测。按照工程保障流程，预报中心稳步开展空间环境保障工作，陆续向有关部门提供了多份空间环境预报产品。

　　在天宫二号发射的前几天，预报中心更是积极备战，进行了空间环境预报保障的各项准备工作。从9月初开始向天宫二号应用总体部密集提交空间环境预报产品，包括未来三天的空间环境预报、事件通报等。预报中心组织会商，细致分析了空间环境监测资料，对未来几天的空间环境状况进行了详细预测，并及时向上级部门汇报预报结果。对于天宫二号发射时的空间环境，给出了发生太阳爆发活动和地磁扰动的可能性较低，预计发射窗口的空间环境安全的预报结论，从而为天宫二号的顺利发射升空提供了空间环境安全保障。

图4 天宫二号发射时的太阳活动状况

图5 天宫二号发射期间的地磁状况

未来的路还有多艰险？

　　从目前的观测结果来看，第24太阳活动周是一个弱活动周，其活动水平低于过去所有活动周的平均水平，是第15周以来的最低值。第24周的峰值分别出现在2012年3月和2014年6月，太阳10.7厘米射电流量的峰值分别为126.8sfu和145.5sfu。预报中心利用“相似周”方法，给出了未来几年的太阳10.7厘米射电流量的预测值

　　与以往活动周相比，第24周的地磁扰动整体处于较低水平。利用地磁指数的长期变化，经统计分析，给出了未来几年的地磁Ap指数的预测值。

图6 第24太阳活动的F10.7指数变化及未来预测，图中阴影部分为天宫二号任务期

图7 第24太阳活动的地磁Ap指数变化及未来预测，图中阴影部分为天宫二号任务期

　　天宫二号运行期间将处于第24太阳活动周的下降段的中期，太阳活动和地磁扰动整体水平较低，太阳风暴的发生频次和强度都会大大降低，但是由于太阳风暴突发性强，我们仍要密切关注空间环境的一举一动。

空间环境保障任重道远

　　天宫二号将在轨运行两年，主要任务是接受载人飞船和货运飞船访问，开展空间科学实验和相关技术试验，验证空间站建造和运营相关关键技术。空间环境预报中心在完成天宫二号发射的空间环境保障任务后，将继续提供天宫二号在轨运行、神舟11发射及一系列在轨试验的空间环境保障任务。