太阳风暴30分钟预警！NASA三箭齐发，这次要解开70年宇宙谜题

美国东部时间周三上午，在佛罗里达州肯尼迪航天中心，一枚SpaceX猎鹰9号火箭腾空而起，把NASA的星际测绘和加速探测器IMAP、卡拉瑟斯地冕天文台，以及美国国家海洋和大气管理局的太空天气跟踪拉格朗日1号三颗卫星一起送入太空。

此次发射不是普通的例行任务，而是人类向那个包裹太阳系的神秘"气泡"发起的一次全面探测。

这个气泡叫日光层，它就像一道看不见的防护罩，把地球和其他行星保护在里面，几十年来科学家都想搞清楚它到底是怎么工作的。

日光层是太阳系的"安全屋" 日光层这玩意儿其实就是太阳风吹出来的一个巨大泡泡。

太阳每时每刻都在向外喷射带电粒子，这些粒子形成的太阳风像一个持续膨胀的气球，把整个太阳系都包了进去。

这个"气球"有多大呢？它的边界比冥王星轨道还要远三倍，换句话说，从地球飞到冥王星已经够远了，日光层的边界还要再往外飞两倍多的距离。

日光层最重要的作用是挡住银河系里那些要命的宇宙射线。宇宙射线是高能粒子，能量极高，如果直接打到地球表面，生命根本扛不住。

有了日光层这道屏障，大部分宇宙射线都被拦在外面。科学家甚至推测，火星之所以变成现在这个荒凉样子，很可能就是因为它没能保住自己的磁场和大气层，失去了对宇宙射线的防护。

从理论猜想到太空实证 日光层的概念最早出现在1950年代，当时科学家在研究太阳风和宇宙射线时提出了这个想法，但那会儿都是纸面推测。

1962年水手2号探测器测到了太阳风的存在，这才证实太阳确实在往外"吹风"。 真正让人类看清日光层边界的是旅行者号探测器。

2012年旅行者1号第一次穿越日光层边界进入星际空间，2018年旅行者2号紧随其后，这两艘探测器成了人类历史上仅有的越过这条宇宙边界的使者。

它们传回的数据让科学家发现，日光层的外形不是圆的，而是像彗星一样拖着长尾巴， 2008年发射的星际边界探测器IBEX继续绘制日光层地图，但现有数据还有很多空白。

日光层怎么形成的，边界为什么是那个形状，它又是怎么随着太阳活动变化的，这些问题到现在都没完全弄明白。

IMAP任务带来的技术突破 IMAP这次任务最大的本事是搭载了十台先进仪器，成像分辨率比之前的设备提高了30倍。

它会飞到距离地球160万公里的轨道上，这个位置很特殊，既能实时观测太阳风的变化，又能接收到从97亿到145亿公里外日光层边界飘来的粒子信息。

IMAP用的核心技术是追踪一种叫高能中性原子的粒子。这种粒子是高能离子和普通原子撞出来的，因为不带电，所以不受磁场影响，沿着直线飞行。

IMAP通过追踪这些粒子的轨迹，就能反推出它们从哪儿来的，从而画出日光层边界的详细结构图。

普林斯顿大学的天体物理学家戴维·麦科马斯是IMAP项目的首席研究员，他说这项技术能帮科学家制作出日光层变化的动态影像，不仅能看清它现在的样子，还能了解它是怎么随时间演变的。

更重要的是，类似日光层的结构在其他恒星周围也存在，IMAP的发现可能适用于整个宇宙。 太空天气预警系统的升级 除了IMAP，这次一起发射的还有两个重要任务。

NASA的卡拉瑟斯地冕天文台专门观测地球最外层大气，外逸层，这是地球和太空的交界处，也是太空天气影响地球的第一站。

这个天文台用紫外线成像技术捕捉外逸层发出的微弱光线，帮助科学家理解太空天气是怎么一层层渗透到地球大气的。

最实用的是NOAA的SWFO-L1卫星，它就是太阳风暴的"哨兵"。

这颗卫星上装着一台紧凑型日冕望远镜，能持续盯着太阳活动，实时测量太阳风的参数。

现在正在服役的太空天气监测系统传输数据要8个小时，而SWFO-L1只需要30分钟就能把太阳风暴的图像送到地面预报中心。

这30分钟的提前量在关键时刻能救命，卫星可以提前调整姿态避开粒子轰击，电网可以提前做好防护准备，航空公司可以改变航线保护乘客。

今年5月15日凌晨，太阳活动区13664爆发了一次X8.7级的大耀斑。5月10日到11日，地球还经历了一场持续9小时的超大地磁暴。

这种级别的太空天气事件对现代社会的影响巨大。强烈的太阳风暴会干扰通信网络，让GPS导航失灵，甚至可能击穿电网造成大规模停电。

国际空间站上的宇航员也面临辐射威胁，NASA正在筹备的阿尔忒弥斯登月计划更离不开精确的太空天气预报。

构建完整的太阳-地球观测网 这三个任务形成了一个完整的观测链条:SWFO-L1在源头监测太阳活动，IMAP在日光层边界测量粒子变化，卡拉瑟斯天文台在地球大气层外观测影响效果。

太阳活动有大约11年的周期，专家预测2025年太阳活动将达到高峰。

活跃期的太阳会频繁爆发耀斑和日冕物质抛射，对地球的影响比平静期大得多。

NASA太阳物理学部主任乔·韦斯特莱克说，这些任务将为太空天气研究提供前所未有的洞察力。

地球上每个人，以及几乎所有参与太空探索的系统，都会受到太空天气的影响。

卫星、通信、电网、航空，这些现代社会的基础设施都依赖于对太空天气的准确预报。

IMAP预计需要三个月才能到达工作轨道，之后会开始为期两年的主要观测任务。它收集的数据不仅能填补现有日光层地图的空白，更可能改写人类对这个宇宙防护罩的基本认识。

从1950年代的理论猜想，到旅行者号穿越边界，再到现在IMAP任务的全面探测，人类对日光层的认识一步步深入。

这道看不见的屏障保护了地球几十亿年，让生命得以在这颗蓝色星球上繁衍。

随着太阳活动进入高峰期，准确预报太空天气变得越来越重要。

30分钟预警时间虽然不长，但足以让我们做好准备，这就是科技进步带来的实实在在的好处。