太空行走需密切关注空间辐射及太阳爆发

中国网：其实这次的神七载人航天飞船的发射还有一个非常受关注的地方，就是它跟神六有一点不同。航天员要进行出舱的活动，我想出舱的空间天气也是非常重要的。是怎么样选择出舱时间呢？

王劲松：这次神七和神六的巨大差异实际是造成了整个任务比以前难得多，特别是出舱以后对于空间天气的需求就比以前要大得多。你要知道神舟的舱壁都是很厚的，这样对天空来的辐射的屏蔽作用非常强，因此宇航员在里面即便不穿宇航服也是很安全的。唯一在那个时候，神六我们最关心的是它在整个飞行中，我们关注空间天气有三点。

第一，大气的状态不能有太大的变化，如果有爆发，高气压的大气密度变化可以达到好几倍，密度增加1000%这样的量级。而大气对于飞船的阻力是正比于它的密度。也就是说，只要在大气变化很剧烈的时候，那么飞船的阻力会大大增加，甚至会增加好几百倍的状态。这样就使得我们在运行的过程中，像我们坐的壁上飞车的时候，那个时候速度不能降，一降就掉下来了，这个原理差不多。所以飞船在发行的时候，如果阻力忽然增加了，会使它的轨道下降，这个很危险。但是通常来讲，像我们现在一个空间天气比较平静的时候，像现在的状态，我们预计不会有这样爆发性的状态。所以它的轨道下降基本是我们可以预计出来的，能够算得出来，不会突然下降。这是神六以前的问题。

第二，它在飞行过程中，我们知道飞船和大气之间除了和地面有中型的大气之外，还有一种等离子体的东西，就像等离子电视里面的东西，日光灯也是一样的，它是大气被电离了，然后会和电波发生相互作用。我们在地上看飞船的时候，好比隔着一个鱼缸看那边的人，所以中间的无线电波会有一些偏折，甚至有些抖动，这种抖动会造成我们在给卫星定位时会出现偏差。我要把这个偏差消掉，或者有的时候通讯相当于鱼缸的水在抖动，或者大气中间等离子体在变化，我们看到光线的无线电也会抖动，这个效果和隔着鱼缸看东西是一样的。这是我要把这个东西消除，要进行通讯，我要解释这个问题。如果没有爆发性的现象，这些东西都可以预计，监测、模式，我们都可以给出来，所以事先都可以做准备。

第三，以前都要关注的空间天气方面，也称之为空间环境的就是“空间碎片”。因为我们知道天空中有很多的微流行，甚至还有人类造成的太空垃圾，这种东西满天飞的时候它很可能会撞上。因为这种事情发生过，比如法国有一颗卫星，它有一个升杆，一个升杆没有多粗，在太空中飞行根本觉得没有多大问题，但是最后一个碎片把它的升杆撞断了，整个飞船就失控了。这个是很需要关注的。但是这个东西相对而言也有办法来预测，首先从统计上来讲，从大的模式上哪个地方多，哪个地方少我们是知道的。另外，那些比较大的碎片，现在国际上有一个数据库，是能够跟踪这个碎片。就像卫星在哪里飞一样，它在哪里飞我都知道，这样我事先有一个警戒距离，这个东西也是可以做预报的。只要没有爆发性现象，这些碎片的轨道都是相对比较稳定的，这样和预报飞船的轨道一样也是比较安全的。

这些是以前所有的航天飞行都是这样的。这次的问题就来了，我们说的空间辐射环境，刚才讲过，空间天气中有一种气候学的特征，就是在太空中的有些地方就是安全，有些地方就是不安全。在空间界里一个非常著名的区域，就是“南大西洋异常区”，就是在南大西洋的那块太空上的地方辐射，由于地磁场的结构原因，那个地方的辐射就是比别的地方要强。那么这个辐射强意味着什么？这意味着你在飞船里感受不到，但是你出来了，不管穿的衣服多贵，毕竟它的抗辐射能力不足以像飞船那么强。所以他出来以后在太空行走时，尽可能要避免这个区域。

第二，如果有了爆发性现象，从太阳会来很多能量非常高的离子，这种离子如果直接攻击上去的话，我们的宇航服是不能抵抗的，它会对宇航员的身体健康，甚至生命造成伤害。所以这次载人航天的航天员出舱，除了从技术上有很多的难度，因为在那种情况下不比我们在家里随便出去一样，这个非常难。除此之外，从空间天气或者空间环境的角度，最关注的一个是辐射的区域，经过的时候不要出舱，第二要严密的监视太阳是否有爆发。一旦有爆发，他马上要回来。

这种事情发生过，06年底，美国的宇航飞机正好在上面，宇航员出舱了，所以连续太阳爆发，它的宇航员赶紧就回去了，这个非常的危险。所以神七这次和以前的空间天气的保障服务最不同的就是在这个地方，就是我们要更加的关注辐射的变化。

中国网：的确，我们以前没太听说空间天气是怎样的。这次宇航员的出舱我们要在多长时间给他一个预警、预测，他才能决定出舱？

王劲松：实际上是这样的工作很长时间就开始做了，像我们这儿的工作是提前好几个月，我们给了预报，看这段大致的空间天气的变化状态，就是突发性的变化有没有，可能性多大，这是一定要给的。我们现在有不同的时间尺度，比如一周的尺度、一天的尺度、几天的尺度，将来等它要发射了，几个小时的尺度都要汇报。

第二个就是辐射环境，就是我们刚才说的气候学，永远都是这个地方放大，那个地方变小的东西，我们也会事先有一个预报。实际上现在你可以看到我们后面有些系统，我可以实时的，将来有轨道的时候我知道它在什么地方，它当时的状态是什么，我现场就播报，可以达到这样的水准。

没有考虑通过人工干预方法对天气进行干预

中国网：最后，我们想问一下乔老师，因为在奥运会开幕时，有很多的预案，也做了如果当天的天气不好，有一些干预措施。不知道在这次神七的发射上，我们有没有一些相关的预案？

乔林：就奥运会来讲，现在人为影响天气，人工消减雨的情况是一个实验的阶段，它的有效也只是对于局地的天气系统。对于航天发射来讲，比如这次的航天发射，现在来看可能不存在需要进行人工干预的情况。

另外，对于有些天气系统，比如系统性的天气尺度，几百公里到上千公里的天气系统，人工的干预效果是非常有限的。这次我们气象部门，包括总装、总参也没有考虑要通过人工干预的方法来对天气进行干预。

应对空间突然爆发：规避、减缓、调整

中国网：王主任，如果空间像您说的突然爆发，或者突然不稳定，出现这样的情况，我们有什么办法能够干预？

王劲松：虽然科学家已经在做一些人工干预空间天气的实验，也有一些成功的例子，甚至还用在一些地方。但是我相信在这次或者目前的航天活动中，首先一个是规避，就是应对的办法一个是规避，第二个是减缓，第三个是想办法针对的去调整策略。

规避是如果我知道马上要爆发了，我就会建议航天员不要出舱。减缓就是一旦已经发生比如太阳爆发，神舟五号的流轨舱就遇到这样的事情，忽然太阳爆发了之后，它的大气密度增加了，它的流轨舱忽然掉下几百米，这种情况下，我可以采用一些主动的喷气等方式来调整轨道。这是减缓。第三个就是要做正确的应对，如果实在太危险了，我可以提前回来。

但是像奥运会要下雨了，我们把雨止住，现在从空间天气的角度来讲，人类还不具备这样的水准。