阿耳忒弥斯宇航员将如何受到太阳风暴的保护

博尔德——即将进行的载人阿尔忒弥斯登月任务将把宇航员送出地球磁场的保护圈，这也促使人们对飞行规则进行研究，并提高太空天气预报技能。

我们星球的大气层和磁场保护我们免受太阳释放的稳定辐射流和带电粒子的影响。但是，正如最近 5 月 10 日超强地磁风暴通过太阳耀斑和日冕物质抛射袭击地球所强调的那样，太阳的爆发也可能对前往月球的宇航员构成威胁。

鉴于最近发生的强烈太阳喷发，如果现在正在进行载人任务，会对阿耳忒弥斯的运行产生什么影响？

渡过危险

约翰霍普金斯大学应用物理实验室太空探索副首席科学家伊恩科恩告诉《太空新闻》 ：“幸运的是，为人类探索而设计的大多数航天器——包括用于阿尔特弥斯的航天器——都是为了保护我们的宇航员免受大部分辐射危害而设计的。”

科恩补充道：“NASA 还制定了监控和应对此类事件的协议，并在航天器上专门设计了宇航员可以躲避危险的区域。”

科恩说，最大的潜在威胁是宇航员是否在航天器外进行太空或月球表面的舱外活动。

“在这种情况下，美国宇航局将监控这一事件，并可能改变任务计划——可能取消[舱外活动]——以保护宇航员。因此，虽然辐射是极端事件的潜在危险，但美国宇航局确实积极监测情况，并制定了适当的程序来保证宇航员的安全。”科恩说。

预测、警告、警报

美国国家海洋和大气管理局的空间天气预报中心（SWPC）正在与美国宇航局的空间辐射专家合作，以加强对人类登月探险的空间天气支持。

2025 年底，NASA 的 Artemis 2 号任务将成为人类首次登陆月球附近。这次为期 10 天的旅行将是自 1972 年 12 月阿波罗时代的月球漫步飞行结束以来人类首次登陆月球。

SWPC 服务协调员肖恩·达尔 (Shawn Dahl) 表示，“我们为下一次阿耳忒弥斯任务做好了充分准备，在太阳事件可能成为人类健康问题时，为宇航员提供最好的预测、警告和警报。”

达尔告诉太空新闻，今天的预测工具包具有更好的建模能力、更高质量的航天器数据来测量太阳产生的粒子类型和水平，以及更好的计算机和通信技术来检测和警告令人担忧的事件。

达尔说，这些能力可以让我们更好地了解何时让阿耳忒弥斯宇航员“解除警报”。

想要：更高的保真度

科罗拉多大学空间天气预报中心环境科学研究合作研究所的科学负责人黑泽尔·贝恩解释说，航天机构正在努力提供太阳天气的最佳模型。

贝恩表示，“研究领域有许多太阳能质子预测模型”，NASA 和 SWPC 正在评估这些模型，其想法是将最佳模型“从研究领域转移到运营领域”。

“从很多方面来看，我们试图预测新的阿尔特弥斯任务以及对火星的展望，与我们在阿波罗时代所做的非常相似，”贝恩说。“重返月球再次挑战我们，让我们了解我们对这个预测主题的了解程度，以及我们如何改进我们的预测。”

贝恩补充说，需要更详细的数据，以了解事件何时结束以及峰值通量是多少。

SWPC 的 Bain 和 Dahl 都指出 NOAA 的 GOES-U 计划于 6 月 25 日发射。它是 NOAA 先进对地静止卫星系列中的第四颗也是最后一颗卫星，并配备了额外的空间气象仪器，即海军研究实验室的紧凑型日冕仪。它将对日冕进行成像并用于观测日冕物质抛射（CME）。

贝恩和达尔继续说，美国国家海洋和大气管理局预计将于明年发射“拉格朗日 1 号空间气象跟踪器”（SWFO-L1）航天器。一旦进入 L1 轨道，它将提供连续、无遮挡的日冕观测，不受地球干扰。SWFO-L1 还配备了一个紧凑型日冕仪，用于观测来自太阳的日冕物质抛射。

机组人员安全

更好地测量太阳上的骚动的能力已近在眼前，因此猎户座任务规划者现在开始制定机组人员安全计划，以应对太阳活动出现危险加剧时的情况。

今年 4 月，在科罗拉多州博尔德举办的空间天气研讨会上，美国宇航局约翰逊航天中心空间辐射分析组 (SRAG) 研究工程师史蒂夫·约翰逊对四座猎户座飞船及其 10 英尺内部直径进行了观察。此次研讨会由大学大气研究公司组织，SWPC 和美国宇航局太阳物理分部共同赞助。

他说，有关太阳活动的飞行规则还处于草案阶段，还有许多前期工作正在进行中。约翰逊说，猎户座飞船配备了探测器、警告和警报器，机组人员配备了主动剂量计，以监测辐射。

虽然猎户座的防护等级相对较高，但约翰逊表示，如果发生令人担忧的太阳事件，阿尔忒弥斯飞行规则草案将要求宇航员利用两个清空物品的中央储物舱建立一个避难所。这样做会在胶囊范围内创建一个较低剂量的区域。他说，中央海湾的积载将被转移到猎户座内已知的“热点”，以帮助降低航天器周围的剂量率。

与此同时，该团队目前正在研究如果发生高能太阳质子事件，月球漫步宇航员可以采取哪些程序。

约翰逊说，在月球上空飞行的人有八个小时的维持生命的消耗品，因此在一到四个小时的时间内返回月球着陆器的安全港是一个考虑因素。但他表示，所有这一切仍然是前期工作，飞行规则旨在让第一批阿耳忒弥斯宇航员昂首阔步地穿越月球，目前预计将于 2026 年 9 月进行。

工程解决方案、观察和预测能力

参加太空气象会议的有航天器建造公司洛克希德·马丁公司载人太空探索副总裁兼猎户座项目经理托尼亚·拉德维格。

拉德维格指出，带电粒子对人体细胞和组织的损伤会导致短期和长期的健康影响。但她强调工程解决方案以及 NOAA 和 NASA 的空间天气观测和预测能力的价值，同时重点介绍了猎户座飞船的设计，以抵御高能质子、银河宇宙射线和次级粒子。

此外，拉德维格指出，猎户座的电子设备也将免受太阳天气的影响，因为该航天器具有内置冗余的抗辐射电子设备，并结合故障检测和恢复功能，以降低任务失败的风险。

拉德维格建议，减轻航天器和人类风险的策略必须由政府和行业专家共同制定和实施。