近日，国家空间天气监测预警中心连发地磁暴红色预警，警示北京时间 2024 年 5 月 10 日 23 时起发生地磁暴，最高级别可能达到超大地磁暴（KP=9）水平，并可能后续发生大地磁暴。
受地磁暴影响，我国大部分地区电离层将出现扰动，短波通信和导航定位将受到不同程度影响；高层大气密度显著增加，导致低轨卫星轨道衰减加剧。消息一出，各大媒体争相报道，一时“地磁暴”相关话题登上热搜。
什么是地磁暴？地磁暴发生会造成或已造成怎样的影响？我们应如何正确看待地磁暴？带着这些疑问，本网记者独家采访了天仪研究院副总工程师陈险峰。
陈险峰长期从事载人航天、深空探测测控工作，曾参与神舟一号至十一号载人航天任务、交会对接任务、嫦娥一号至三号月球探测任务、萤火一号火星探测任务。他所在的中国领先 SAR 卫泸州座运营商天仪研究院，已成功发射中国首批商业组网 SAR 卫星“海丝一号”“巢湖一号”及“涪城一号”等共 30 颗卫星。
陈险峰将结合专业分析和地磁暴对卫星的影响等，为我们揭开地磁暴的神秘面纱。
本网记者：请先介绍一下什么是“地磁暴”，以及“地磁暴”的出现会对人们的生产生活产生何种影响？
陈险峰：地磁暴是由太阳表面活动引起的地球磁场全球性剧烈扰动现象。由此可见，地磁暴的根本原因在于太阳表面活动。当太阳表面活动剧烈时，会向宇宙空间抛射大量高能粒子，这些粒子进入近地空间，会引起地球磁场的剧烈扰动。这种扰动虽不足以直接对人体造成影响，但对人类生产生活有一定影响，例如对无线电通信、人造卫星飞行轨道、电力供应等。
本网记者：有消息称，受地磁暴影响，我国大部分地区电离层将会出现扰动，短波通信和导航定位会受到不同程度影响；高层大气密度显著增加，将导致低轨卫星轨道衰减加剧。请问为何会出现这一情况？
陈险峰：地磁暴影响短波通信和导航定位，是因为无线电波在空气和真空中的传播本质上是交变电场和磁场在空间相互激励，因此太阳风暴带来的高能粒子与地磁相互作用，激励出强度大、频带宽的无线电干扰信号，干扰通信和导航。
低轨卫星轨道衰减加剧，是因为太阳风暴带来的高能粒子会将能量传递给近地空间的稀薄大气分子，造成大气加热，分子运动加剧，低轨航天器飞行阻力加大，从而导致衰减加剧。
本网记者：为了应对“地磁暴”可能造成的影响，天仪研究院是否在“地磁暴”到来前做了相应的准备？
陈险峰：为应对地磁暴可能造成的影响，天仪研究院已做充分准备。一是加强对在轨卫星各分系统工作状态的监视，出现异常及时处置；二是针对需要精确定轨的卫星，根据最新更新的大气参数、地磁参数等，调整参数，保持定轨精度；三是对于需要精确轨道控制的 SAR 卫星，在制定控制策略时，提高控制频率，修改控制策略，确保卫星持续稳定飞行在预定轨道上。
记者：目前的地磁暴是否对低轨卫星运行造成实质性影响？若有影响，地磁暴过后将会如何修复调整？
陈险峰：根据天仪监测的卫星运行情况，地磁暴对卫星正常工作基本无影响，但对低轨卫星运行轨道高度有明显影响。
以“巢湖一号”SAR卫星为例，5月10日至12日的平均地磁指数KP分别为3、8、3，其中11日地磁指数超过8，达到G5最高等级。这三天卫星轨道衰减量分别为27米、99米、25米，11日部分时间轨道下降率高达138米/天。由此可见，地磁暴对低轨卫星的轨道影响不容小觑。
地磁暴过后，对于需要严格保持轨道高度的卫星，天仪将安排一次或多次轨道抬升，使其重返工作轨道。
记者：地磁暴是否具有周期性？此次地磁暴将持续多久？针对未来可能的地磁暴，技术层面是否需要做出相应调整升级？
陈险峰：地磁暴是由太阳风暴引起的，太阳风暴具有11年周期。根据观测统计，每11年太阳风暴会有一次大爆发，导致地磁暴也以11年为周期出现一次大爆发。
为应对未来可能的地磁暴，设计工作寿命较短（5-7年左右）的低轨航天器时，必须考虑它是否跨越太阳风暴高年，并在此基础上，在电磁屏蔽、器件抗辐射设计、推进剂设计等方面留有余量。
