一顆旨在向地球發出 incoming 太陽風暴警報的美國空間天氣衛星,自投入執行以來,在過去一年中已臨時離線五次。其機載計算機可能正經歷由銀河宇宙射線意外引起的故障。
深空氣候觀測站 (DSCOVR) 最近一次停止執行是在 10 月 11 日。在每次事件中,它都意外進入“安全保持”模式,科學資料停止傳輸,工程師不得不緊急嘗試恢復航天器。自 2015 年 10 月 28 日美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 從建造併發射它的 NASA 手中接管該航天器以來,DSCOVR 的空間天氣預報儀器總共已離線超過 42 小時。
每次中斷僅持續幾個小時,總停機時間佔其在太空時間的 0.48%,遠低於 NOAA 要求航天器至少執行 96% 時間的要求。科羅拉多州博爾德 NOAA 空間天氣預報中心預報辦公室主任 Robert Rutledge 表示,10 月 11 日的中斷並未顯著影響幾天後到達的輕微地磁暴的預測。
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但停運意味著當大型太陽風暴爆發時,DSCOVR 可能會離線,使地球實際上對 incoming 的衝擊一無所知。“它們有問題嗎?是的,”博爾德中心的太陽物理學家 Douglas Biesecker 說。
風暴預警
其他太陽物理學航天器監測太陽爆發,但 DSCOVR 從其在引力穩定的 L1 點(距地球約 150 萬公里,在太陽方向)的位置提供獨特的資訊。該航天器的儀器直接測量從太陽流出的帶電粒子的速度、磁場和其他特性。這些資料轉化為對太陽風暴襲擊地球時可能發生的情況的更好預測,例如衛星電子裝置中斷或電網波動。
DSCOVR 是 NOAA 預測空間天氣的主要工具,但它的前身是 Triana,一顆 NASA 地球觀測航天器,於 1990 年代後期建造,用於持續觀測地球。Triana 是時任美國副總統阿爾·戈爾的個人專案,於 2001 年被擱置,然後在 2008 年被重新用於 NOAA 的空間天氣需求。“它從一開始就不是設計為空間天氣衛星的,”NASA 華盛頓特區太陽物理部門負責人 Steven Clarke 說。
該衛星於 2015 年 2 月 11 日發射,並在四個月後首次發生故障,當時其機載計算機自發重啟。平均而言,安全保持每 74 天發生一次,但有兩次僅相隔八天。它們與太陽風暴無關。
NASA 成立的內部審查委員會研究了這個問題,但未能明確指出原因,但得出的結論是,最有可能的原因是銀河宇宙射線隨機撞擊航天器,導致高能電離,從而重啟計算機。該計算機由 NASA 於 2000 年製造,包含一塊處理器卡,該卡與許多其他任務中使用的處理器卡類似,旨在承受深空輻射危害。
知識差距
NOAA 確實有一個備用資料流,來自也在 L1 點軌道上執行的先進成分探測器 (ACE) 航天器。在 NOAA 預報員於 7 月切換到 DSCOVR 之前,那是太陽風資料的主要來源。但 ACE 已經有 19 年的歷史了,強烈的太陽風暴可能會淹沒其預報儀器,在最需要資料時造成問題。
NOAA 已向國會申請額外 150 萬美元,以改進其處理 DSCOVR 資料的方式,包括對停運的響應。該衛星預計將持續執行到 2022 年,屆時後續任務計劃發射。從歷史上看,NOAA 一直在其力所能及的地點和時間拼湊其空間天氣觀測資料,但美國政府開始要求採取更連貫的方法。10 月 13 日,巴拉克·奧巴馬總統簽署了一項行政命令,除其他外,要求 NOAA“確保持續改進業務空間天氣服務”。
本文經許可轉載,首次發表於 2016 年 10 月 28 日。
