2026年11月4日,NASA发布消息:科学家首次利用NASA探空火箭观测正在发生的太阳耀斑。研究团队借助一套新的耀斑预警系统,在航天器探测到耀斑后的几分钟内确定其位置,并预测它还会持续多久,从而为火箭发射争取时间。
源1 这项技术展示了太阳观测任务如何利用实时空间和地面数据,把握短暂的观测机会。
耀斑为什么会在火箭到达前消失
探空火箭是研究太阳耀斑光线的一种快速、便宜的手段,因为这类光线会被地球大气吸收,只有升到高处才能观测。但火箭每次只有约5分钟的观测时间,随后就坠回地面,而耀斑也可能同样快地减弱。
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NASA指出了难处:发射一枚火箭去观测耀斑像一场赌博,因为常规的耀斑预警系统无法判断,火箭到达太空时耀斑是否还在。
源1 要看到耀斑,需要同时满足两件事:
- 耀斑在火箭升空时已经开始。
- 耀斑持续到火箭抵达观测高度。
耀斑若在火箭到达前消退,这次发射就观测不到它。
新预警系统做了什么
NASA介绍,研究团队开发的预警系统能在航天器探测到耀斑后的几分钟内,确定耀斑的位置,并预测它会持续多久。
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系统分析的是活动区的X射线和紫外线辐射。活动区是太阳上磁场结构复杂、容易产生耀斑的区域。数据来自三类观测:
- NASA的太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory,SDO)
- 美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的地球静止业务环境卫星(GOES)
- 地面观测站
简单说,就是用卫星加地面的X射线、紫外数据,在耀斑被探测到后的几分钟内估算它还会持续多久,再决定是否发射。
NASA介绍,这套系统通过分析活动区的X射线和紫外线辐射,预测耀斑的位置及持续时间。相关研究发表于《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal),论文可从NASA报道所附的原文链接查阅。
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flowchart TD
A["卫星探测到耀斑<br/>SDO、GOES"]:::step
B["结合地面观测<br/>分析X射线与紫外"]:::step
C["几分钟内锁定位置<br/>预测持续时间"]:::step
D{"预测耀斑能撑到<br/>火箭观测窗口?"}:::judge
E["下令发射<br/>约5分钟观测"]:::result
F["继续等待<br/>下一次耀斑"]:::risk
A --> B --> C --> D
D -->|能| E
D -->|不能| F
classDef step fill:#EAF2FB,stroke:#2B6CB0
classDef judge fill:#FFF7E6,stroke:#C05621
classDef result fill:#E6F6EC,stroke:#2F855A
classDef risk fill:#FDECEC,stroke:#C53030
NASA介绍的预警结果用于帮助团队决定发射时机,具体发射安排还需要结合火箭任务的观测窗口。
两次实战:已经发生了什么
下面几项属于已经发生的事实,来自NASA页面:
- 2024年4月:团队与另一支团队协调,从阿拉斯加发射了两枚火箭,在耀斑消失前成功观测。
源1 - 2026年5月:团队用升级版预警系统发射了一枚火箭,观测到三次耀斑。
源1 NASA图注写明,搭载FOXSI-5仪器(第五代聚焦光学X射线太阳成像仪)的Black Brant IX火箭,于2026年5月14日当地时间上午11点23分,从费尔班克斯附近的Poker Flat Research Range升空,仪器成功观测到三次小型耀斑。
源1 - 2026年11月4日:描述这套系统的论文发表于《天体物理学杂志》。
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2026年3月13日提交的观测协调申请显示,FOXSI-5任务原定观测窗口为2026年5月1日至15日,并注明窗口可能提前至4月下旬。一旦发射,FOXSI-5的观测时间约为5至6分钟。这份申请记录的是任务协调计划;NASA随后公布的任务记录显示,火箭实际于2026年5月14日上午11点23分(阿拉斯加当地时间)从Poker Flat Research Range附近升空。
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源1 申请中写明,窗口为两周,具体发射日期会根据太阳活动再微调。
还在改进,也还有未知数
NASA称,团队正在NASA早期职业研究者计划(Early Career Investigator Program)的资助下继续改进系统,同样的早期预警还可能用于未来的火箭任务、太阳观测台和空间天气预报。
源1 这些用途目前是展望,没有具体时间表。
太阳耀斑会向太阳系释放能量、加速粒子,可能影响地球和人类技术。
源1 NASA介绍的后续应用方向包括未来的探空火箭任务、太阳观测台和空间天气预报。
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读者可以带走的要点
- 探空火箭约有5分钟观测时间,耀斑可能同样快地消退,所以发射是否值得,取决于对耀斑持续时间的预判。
- 这套系统用SDO、GOES和地面观测的X射线与紫外数据,在耀斑被探测到后几分钟内给出位置和持续时间预测。
- 已有两次实战:2024年4月两枚火箭、2026年5月一枚火箭观测到三次耀斑。
- 预测精度、算法细节和后续应用范围,NASA页面均未给出数字,需要的读者请查阅《天体物理学杂志》论文原文。
- 对在加拿大生活的家庭,这件事没有任何需要办理或调整的事项。
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参考资料
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源1] NASA Science:Solar Flare Alert System Helps NASA Rocket Team Decide When to Launch(2026年11月4日)Solar Flare Alert System Helps NASA Rocket Team Decide When to Launch - NASA Science
[
源2] NASA Marshall Space Flight Center Hinode项目页:IHOP Submission 241,FOXSI-5耀斑火箭任务观测协调申请(2026年3月13日,拟议文件)https://hinode.msfc.nasa.gov/submitted_hops/IHOP_Submission_241.pdf