火箭发射最怕什么天气?地磁暴对航天器有何影响?
4月23-24日一次持续达15个小时的强地磁扰动,不仅带来了绚丽的极光、触发了电离层暴,也让身处几百公里外的航天器感受到一次不小的“震动”。占用2分钟时间,带您了解一下吧!
小密度,大阻力
距地面几百公里?空气不是超稀薄吗?对,对,对。高层大气,虽然要比低层大气稀薄得多,但对于高速运行其中的航天器而言,这种阻力不可小视。航天器在高层大气中飞行时受到的大气阻力和航天器运行的方向相反,它会使航天器动能减少,而动能的减少会使航天器的高度下降,轨道收缩,发生轨道衰变。
在“风淡云清”的条件下,航天器轨道会按照一定的规律逐渐下降至寿命结束。但当发生太阳风暴、地磁发生强烈扰动时,大气密度会陡增,即阻力突然加大,加速了航天器衰减的速度,从而导致它偏离预计轨道,甚至提前掉入低层大气而陨落。
那么为什么地磁一扰动,大气密度就会增加呢?这主要是因为太阳风的影响。太阳风携带的能量通过焦耳加热和极光粒子沉降的方式传递给地球大气,首先使极区大气加热、膨胀、上升,低层较密的大气被带到较高高度上,并在大气环流的作用下,传递到其他高度和纬度区域上,从而引起全球高层大气密度增加。
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