我们的影响分析得到了一些关键的方法论贡献的基础,包括推导底部的状态恢复曲线,这些曲线表明在极端空间天气事件之后恢复电力供应需要多长时间,这些曲线基于关键风险因素,包括地磁纬度和深度地球地面电导率。电力供应的破坏被工业部门映射到州一级的工业产出,并将其汇总到美国国家一级。这产生了直接的经济损失估计,然后将其送入全球多区域经济投入输出模型,以评估国内和国际供应链中断。这些估计本身是应用动态经济平衡模型来评估美国及其贸易伙伴如何从这种冲击中恢复的基础。
当太阳磁场线过度扭曲并像橡皮筋一样断裂时,就会发生太阳风暴。当太阳磁场线断裂时,会释放出带有磁场的等离子体(称为日冕物质抛射 (CME))或电磁辐射(称为太阳耀斑)。如果日冕物质抛射和太阳耀斑到达地球,它们将与地球的电离层和磁层相互作用,从而影响地球和轨道上的技术。日冕物质抛射和太阳耀斑会在电网中产生破坏性电流,增加大气对卫星的阻力,从而导致卫星碰撞,干扰全球定位系统 (GPS) 和高频 (HF) 无线电信号,并产生可能损害人类 DNA 和卫星电子设备的辐射。由于关键基础设施和功能依赖于这些技术,因此太阳风暴对技术的影响令人十分担忧。总的来说,电网服务中断、卫星损坏、GPS 和 HF 无线电通信中断以及太阳风暴造成的辐射暴露将对国家安全、经济和人类健康和安全造成严重后果。
数字技术的最新发展,可以在可以容易保存和运输的小型存储设备上压缩大量信息,对人类生活的许多方面进行了根本性的更改,包括创建自主系统。自主船,火车,汽车和类似系统独立于人类相互作用,通过收到根据建立算法处理的物理传感器范围的输入信息。最常用的传感器来控制自主功能,包括:全局定位系统,惯性导航系统,光学和红外,光检测和范围,无线电检测和范围,包括风和压力传感器在内的麦克风。由于Mirce Science认为,这些传感器可以连续交换信息对于它们的功能至关重要,因此这些传感器是可官能系统不可或缺的一部分。进行和发表的研究表明,尤其是太空天气,尤其是太阳风暴已经影响了许多现代技术系统的可靠性和安全性,例如电力网络,航空,卫星服务,无线电通信和管道,如本文所示。因此,本文的主要目的是表明太阳风暴可能对使用数字技术用于提供操作自治的所有自主系统的服务可靠性和安全性具有相似的影响。经验教训应该是对设计师的“唤醒呼唤”,因为太阳风暴是通过mirce Space的积极且不断驱动其运动的机制。然后,只有这样,才能实现准确且有意义的可靠性和安全性预测,从而实现了增加预防和保护天然太阳风暴对自主系统功能性能的不良后果的可能性的最终目标。
“租用”电子存储,尚未开发出不受太阳风暴影响的存储介质,更不用说经济性等。但我们不仅需要留下我们的科学、艺术、文化和信仰的记录,还需要留下支持我们的生物丰富多样的环境的记录。即使月球上没有任何值得利用的资源,即使它没有为我们提供进一步向太空扩展的栖息地,我们也应该为了长期更重要的事情去月球:“支持我们的文明”,我们的文化,我们的历史,以及我们生活的植物、动物、微生物生命综合体。那些管道里有足够的空间吗?一定有数千公里的完整管道,一百米甚至更多宽。下面的熔岩流层中还有更多。是的,空间还够。
卫星支持整个北极地区的通信、导航、安全、搜索和救援以及科学研究。卫星数量正在快速增长,为增长和发展创造了机会。然而,太空利用率的提高也给国家和地区政府、当地社区、土著组织和公司带来了风险。卫星容易受到系统故障、蓄意攻击和太阳风暴等自然力量的影响。需要各种冗余来防范这些风险。例如,尽管 GPS 具有节省成本的优势,但地面航空导航辅助设备仍应得到维护。同时,卫星通过增强对潜在对手正在做什么或不做什么的了解,为北极安全做出了贡献。北极最大的地缘政治风险之一是安全困境,即各国被迫加强军事能力,以应对其他国家可能增加军事能力的一系列升级反应。卫星有助于防止不必要的升级、事故和军备竞赛。
人类进入地球轨道已有 60 多年,早期还曾短暂地登陆月球,现在,人类正在认真考虑建立一个双星球社会,即殖民另一颗资源丰富的太阳系行星——火星 [参考文献 1-3]。这种愿望不断演变的原因包括常见的“因为它就在那里”,以及几种可能终结地球上人类社会的“自然”和人为事件,包括大规模的小行星撞击和太阳风暴对目前完全依赖电子的社会的影响。人们还担心生物黑客,这会导致一种特别致命的病原体、超级火山和一系列其他可能的灾难 [参考文献 4]。与正在进行的人类太空活动相比,人类登陆火星涉及的距离要远得多,成本要高得多,同时还存在严重甚至致命的健康和安全问题。到目前为止,使用近期的技术和方法,人类登陆火星的成本通常被认为过高,无法完全确保人类的安全和健康。然而,在 NASA 人类登陆火星的名义开发时间范围内(即十年研发期),有许多技术和方法(有些尚处于萌芽阶段,但可以开发),并且超出了该系统的实施范围 [参考文献 5]。
北斗卫星导航系统是国家重要的空间基础设施,可为各类用户提供高精度、全天候的定位、导航和授时服务,对导航定位服务精度、信号连续性、系统可用性等有很高的要求(刘建军等,2021)。综合考虑全球覆盖范围、应用价值和成本,国际上各主要全球导航卫星系统一般采用高度20 000km左右的中圆轨道。北斗卫星轨道主要包括倾角0°和55°的中圆轨道、地球同步轨道和倾斜地球同步轨道(夏立,2021;Morley等,2016),这些轨道位于外层地球辐射带的中心或外侧。太阳活动可以诱发空间环境的动态变化和卫星异常,包括充放电效应、单粒子效应和总剂量效应等。 NOAA/SEC从1984年至1992年共记录到954次GPS在轨异常,其中大部分是由单粒子效应和充放电效应引起的。美国GPS卫星太阳能电池阵的退化速度比预想的要快。研究表明,除了粒子辐射的位移损伤外,放电效应强化的太阳能电池阵表面污染应是一个重要诱因。欧洲GIOVE-A卫星上的OBC386计算机在2012年3月的太阳风暴中受干扰的概率是正常卫星的10倍。北斗二号的992次在轨异常中,疑似由充放电和单粒子效应引起的卫星异常约占80%。可见,运行在中高轨道的卫星易受空间环境影响,但缺乏对轨道辐射环境的监测,限制了我们对空间环境分布及其变化机制的认识。通过搭载辐射环境及影响监测探测器于导航卫星上,可充分利用轨道分布均匀、卫星数量多的优势,对中高轨道空间辐射分布及扰动进行全面监测,为中高轨道空间辐射环境监测提供支撑。