美國國家航空暨太空總署(NASA)的「太空天氣追蹤者-拉格朗日1號」(SWFO-L1)任務,預計於2025年9月24日發射升空,搭載SOLAR-1太空船,旨在持續監測太陽風和日冕,以增強對可能影響地球的地磁風暴的預警能力。SWFO-L1觀測站是NOAA首個專門為連續、操作性太空天氣觀測而設計的衛星。
SOLAR-1太空船配備了「緊湊型日冕儀-2」(CCOR-2)儀器。這款先進的日冕儀能夠在不受陽光直射干擾的情況下觀測太陽日冕,相較於以往的儀器是一大進步。其位於日地拉格朗日點L1的獨特位置,提供了不間斷的24/7觀測能力,能更早地偵測到靠近太陽盤面的日冕物質拋射(CME),並更好地追蹤其演變。CCOR-2的設計強調高保真度的日冕成像,最大限度地減少雜散光以提高對比度,從而能夠精確測量日冕的密度和速度。
此任務的核心目標是監測CME,偵測噴發、估計其軌跡、質量和速度,並判斷其對地球的潛在影響。由於最具能量的CME可能在短短18小時內抵達地球,及時的特徵描述至關重要。地磁風暴是由太陽風與地球磁層的動態交互作用所引起,可能擾亂衛星通訊、導航系統,並因大氣阻力增加而影響低地球軌道(LEO)太空船。此外,它們還可能干擾高頻無線電鏈路,並透過地磁感應電流對電網造成壓力。準確預測CME的到達時間和強度,對於保護地面和太空中的脆弱資產至關重要。
CCOR-2儀器也將取代老化的觀測設備,例如已服役近30年的SOHO衛星上的LASCO儀器。SWFO-L1的數據將由美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)的太空天氣預測中心(SWPC)用於操作目的,並由國家環境衛星、數據和資訊局(NESDIS)的國家環境資訊中心(NCEI)歸檔。CCOR的設計也將被納入歐洲太空總署(ESA)的Vigil任務中,該任務預計於2031年發射,將部署在日地拉格朗日點L5,提供另一獨特的視角來監測太陽活動,並預計能提前4至5天發出太空天氣預警。
地磁風暴對衛星的影響日益受到關注。研究顯示,地磁風暴會加熱地球高層大氣,增加其密度,進而增加低地球軌道衛星的阻力,加速其軌道衰減。這對GPS、衛星網際網路和國際太空站等技術都可能產生重大影響。科學家們也在研究如何透過改良衛星設計來降低其對太空天氣的敏感性。例如,日冕高密度區域(CIR)引起的風暴可能比CME引起的風暴更具破壞性,因為它們持續時間更長。
SWFO-L1任務的成功,標誌著人類在理解和預測太陽活動及其對地球影響方面邁出了重要一步。透過持續的觀測和先進的儀器,我們能更好地為潛在的太空天氣事件做好準備,保護關鍵基礎設施和日益依賴太空技術的現代社會。