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太阳天气的增加会以多种方式影响地球上的生命，例如引起地磁风暴。图片来源：美国宇航局
今天，我们正处于太阳周期 25的中期，该周期从 2019 年开始，大约持续到 2030 年，经历太阳耀斑、日冕物质抛射和太阳风暴的周期性高潮和低谷，这些周期将在今年或明年达到顶峰——这使得这是一个至关重要的周期。一段时间内投资于太阳天气监测能力。 为什么研究太阳活动很重要
可以毫不夸张地说，太阳耀斑及其引发的地磁风暴对每个人的生活都有重大影响。它们可能会导致卫星运行故障，而卫星对于维护地球上的通信和导航系统至关重要。它们还会损坏电网，导致大规模停电，并对宇航员以及高空飞行的飞行员和乘客造成辐射风险。活跃的太阳周期增加了太阳耀斑的频率和强度，并对受空间天气影响的所有技术和服务构成危险。这种对关键基础设施的破坏可能会给发达国家的经济带来非常高昂的代价。太阳活动造成的停电每年造成数百亿美元的损失。严重的地磁风暴等空间天气事件对全球经济的潜在影响是巨大的，每天可能造成总计 384 亿欧元（411 亿美元）的损失。其中一半以上的损失是由供应链中断相关的间接成本造成的。太阳事件造成的损害可能导致物流延误、生产停机、运营成本增加、货物短缺和国际贸易中的其他问题。 太阳天气预报在安全有效的太空探索中也发挥着至关重要的作用。如果没有准确的预测和预测分析，太空任务和相关宇航员将面临暴露于辐射和设备故障的风险。 现有解决方案和未来需求
2024年，空间天气监测和分析主要通过政府机构和科学组织进行。两个主要的信息提供者是美国国家海洋和大气管理局和欧洲航天局。这些组织管理来自各种来源的数据，包括卫星任务和地面观测站，以创建太阳活动的全面图景。此外，这些组织经常使用基于历史数据的经验预测模型。这些模型有助于识别空间天气现象的模式和相关性，然后可用于预测未来事件。然而，这些信息并不总是准确或最新的，这大大降低了预测的相关性和效率。1989 年 3 月，当现代空间天气预报方法尚不可用时，太阳耀斑引发的强大地磁风暴引发了加拿大电网的大规模技术中断和停电。魁北克省数百万居民和企业停电九个小时。同年8月的另一次太阳耀斑导致多伦多金融交易所停运三个小时。缺乏有关太空天气的信息也会对卫星和其他空间系统造成重大损害。例如，2022 年 2 月的地磁风暴干扰了 Starlink 的发射，导致该公司丢失了 49 颗卫星中的 38 颗。星链依靠经验模型来预测大气状况，但这些模型数据不足，无法准确估计风暴期间大气密度增加的情况。这导致了超出预期的大气阻力并导致卫星发生故障。此类事件凸显了开发高效系统的必要性，该系统可以提供准确且相关的太阳天气数据。与地球天气不同，太空天气是一种影响整个地球的全球现象。因此，高质量的预测需要收集和分析来自世界各地的数据，这只能通过全球方法和全面的国际合作来实现。为了实现这一目标，第一个重要步骤是创建一个单一的全球空间天气数据存储库——数据湖。这将涉及从不同来源收集和存储有关太阳活动的大量信息，例如航天器、不同国家的地面观测站和研究中心。这将有助于避免数据碎片化，填补预测空白，并为每个需要的人提供对太空天气状况的全面了解。太阳天气监测和分析发展的另一个重要步骤是将创新解决方案集成到空间基础设施中。目前，大多数有关太空天气的信息来自大型政府系统和卫星集团，它们提供的碎片化数据具有很大的时间延迟。与此同时，维护这些系统对国民经济来说是一笔巨大的成本，并且涉及大量的官僚机构。这个问题可以通过引入发射到近地轨道的小型卫星群来解决。它们将作为昂贵的科学任务的可靠备份，并将大大简化监测太阳天气的过程并降低成本，确保持续的数据收集并防止在主卫星发生故障时丢失有关宇宙辐射的重要信息。今天，我们 Mission Space 正在积极致力于这一举措，Spire Global 和 Millennium Space Systems 的团队也是如此。
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