大量高能粒子冲向地球！太阳风暴增强，对航天员返回有影响吗？

我国神舟十三号航天员在天宫空间站上，已经工作和生活了5个多月，按照既定计划，他们将于4月中旬返回地球，即将圆满完成各项目标任务，后续我国还要相继发射神舟十四号和神舟十五号载人飞船，为年底前全面完成天宫空间站建设全力冲刺。

在此期间，我们还了解到，目前太阳的活动变得越来越频繁，已经进入到从一个活动极小期到极大期变化的阶段。前不久，有科学家观测到，在太阳的表面已经形成了诸多太阳黑子，太阳黑子的增多，意味着太阳活动逐渐增强，其中一个太阳黑子在较短的时间内，连续产生了多达20次的耀斑，向外喷射出强烈的太阳风暴，大量高能粒子呼啸而出，奔向四面八方，其中有一些就抵达到了地球。

虽然在地球上，这点高能粒子的冲击，我们似乎感觉不到，对日常生活也没有造成什么影响，但是在外太空工作的航天员们，由于没有了地球大气层和磁场的保护，他们在返回时会不会受到什么影响呢？这个问题，或许很多人心里都有疑问。

在太阳的内部，无时无刻不在进行着核聚变反应。由于核聚变反应的过程非常剧烈，需要大量的物质消耗，因此，在太阳内核因核聚变释放大量能量的同时，也需要从外围向内部不断地输送大量物质进行补充。而补充进去的物质，在太阳内部并非是均匀的，那些行进速度快的物质，就会与周围物质间产生剧烈的挤压和碰撞，从而产生管状磁场。

当形成这种管状磁场之后，这部分物质的密度就会变轻，从而一部分就会慢慢漂移到太阳的表面，并且依靠形成的磁场，会阻挡太阳内部能量的向外传输，从而造成太阳表面局部区域的温度，要比周围低一些的现象，太阳黑子就此产生。太阳黑子越多，则代表局部磁场环境越复杂、越强烈，那么也从根本上反映出太阳内部的活跃程度越高。

虽然太阳黑子与太阳耀斑的产生，并没有什么直接联系，但是它们都是在太阳比较活跃时所形成的现象。当太阳处于活跃期时，在太阳色球层的大气中，会产生强烈的能量释放，随之而出的既包含可见光，同时也有大量的伽玛射线、X射线和紫外线这些高能射线，以带电粒子流的形式向四方发射，形成壮观的“太阳耀斑”。

目前，科学家们观测到的太阳黑子活动周期，平均为11.2年，这就代表着太阳活跃期、太阳强烈风暴的高峰期，间隔一般都在11年左右。上一轮太阳剧烈风暴的时间为2013-2014年，所以新一轮的太阳风暴高峰期将在2024-2025年出现，从时间线上看，目前我们已经处在从太阳活动“低谷”到“高峰”的上升期。科学家们不久前监测到的太阳耀斑大爆发，也充分印证了这一推断。

在正常情况下，从太阳喷出的大量高能粒子，在到达地球后，由于本身带有磁性和电荷，所以将与地球的磁场发生明显作用过程，在地磁场的“约束”下，这些带电的高能粒子，大部分会沿着磁力线方向，被引导到地球的两极，与那里大气层中的气体分子发生激烈碰撞，从而形成绚丽多彩的极光现象。

剩余的一小部分，则会直接穿透地球磁场和大气层来到地面，从而对近地轨道的卫星、地面通讯系统、电力传输系统等产生一定影响。一般情况下问题都不会太严重，除非太阳活动异常剧烈，释放的带电粒子过多、携带能量过大，才会对卫星、航天器的运行产生影响，甚至会造成暂时失控、通讯和电力系统中断等问题。

地球的磁层下边界，位于距地面600-1000公里之间，而上边界位于距地面6万公里左右，可以说范围非常广，而天宫空间站的运行轨道高度，在400公里左右。从这几个数据可以看出，天宫空间站基本上处于地球磁场的完整包围圈之内，所以中等强度以下的太阳风暴，在地球磁场的保护下，天宫空间站根本不会受到什么影响。

如果遇到非常强烈的太阳风暴，那么在增强的电磁辐射、巨量高能带电粒子流和超强日冕物质抛射等的共同作用下，有相当一部分仍然会穿透地球磁场的约束而直达空间站，这个时候，空间站与地面的通讯质量会受到较大干扰甚至中断，空间站内部和外部的一些仪器设备工作可能不正确，航天员也不能进行太空行走。在这一阶段，我国的航天员已经没有出舱行走的任务了，太阳风暴的影响，主要体现在乘坐返回舱回到地球的过程中，有两个方面的重要影响。

一个是高能粒子的冲击，会使地球大气层的密度有所增加，返回舱在再入大气层的过程中，所受到的空气阻力会有所加大。另一个则是影响无线电信号的传输，对调整返回舱行进路线、及时反馈相关轨道信息造成一定的干扰。

不过，从目前太阳活动的活跃周期看，还尚未达到其最高峰值，因此对地球大气层密度和无线电传输的影响程度不会太高，再加上我国的地面控制中心已经考虑到这个情况，有针对性地对返回舱返回轨迹参数进行了微调，完全能够满足航天员安全返回的需求，这一点大家大可不必担心。