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1958 年至 1962 年间，美国和苏联在大气层中进行了数次核爆炸试验，其中包括 1962 年 7 月 9 日在约翰斯顿岛上空 400 公里高空发生的 1.4 百万吨爆炸的“星鱼一号”事件（Gombosi 等人，2017 年）。这些试验可视为太空主动实验（即故意扰乱当地环境的实验）的开端。它们展示了高空核爆炸的潜在破坏力，包括产生的电磁脉冲以及放射性裂变碎片可能产生的持久人造辐射带。例如，“星鱼一号”的意外后果之一是使至少七艘低地球轨道 (LEO) 航天器瘫痪，约占当时 LEO 航天器的三分之一（Gombosi 等人，2017 年）。大约在同一时间，范艾伦和他的团队对地球辐射带的根本性发现（Van Allen and Frank，1959 及其中的参考文献）表明了太空环境对航天器和宇航员来说有多么恶劣，以及我们对此知之甚少。在太空时代的推动下，积极的太空实验蓬勃发展，其目标是 (1) 探测基本的等离子体物理现象，(2) 阐明磁层和电离层物理的某些方面，以及 (3) 了解如何控制环境对太空资产的影响。炸弹、光束、加热器、释放、化学倾倒、等离子体羽流、系绳、天线、电压都是跨越数十年研究的积极实验的例子。六十年后，美国的积极太空实验计划发生了巨大变化。太空实验的数量急剧下降，取而代之的是研究强力发射器（如高频主动极光研究计划 (HAARP) 和阿雷西博的设施）引起的电离层加热和变化的地面实验。这种下降可以归因于几个原因，总结起来包括“唾手可得的果实”已经被收获，今天人们对太空环境有了更多的了解，太空飞行变得更加官僚化和风险规避，以及预算压力（Delzanno 和 Borovsky，2018 年）。然而，有许多理由对太空主动实验的未来感到乐观。新的科学和国家安全驱动因素要求进行新的主动太空实验。一个例子涉及磁层-电离层耦合，其中高功率电子束可用于磁场线测绘，并将遥远磁层中发生的现象与其在电离层中的图像联系起来（国家研究委员会，2012 年）。另一个例子涉及辐射带修复，通过在太空中注入电磁等离子体波，可以大大减少高空核爆炸产生的人造辐射带的通量，从而保护关键的太空资产。此外，还有新的成熟技术（超材料、致密相对论
太空中的活跃实验：过去、现在和未来
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