极光也称为北极光或南极光，是高层大气粒子与磁层中通电粒子相互作用时发出的光。

　　这是一个令人敬畏和超凡脱俗的事件，生活在高纬度地区的人们可以经常经历。在克里人和奥吉布韦人的教义中，北极光是祖先的灵魂，他们留下来并从天空中交流。

　　对科学家来说，极光是电离层动力学的无限复杂的融合，是地球与太阳内在联系的表现。对于行业来说，这是一个风险因素。

　　在发射当天，日冕物质抛射 - 从太阳排出的大量等离子体爆发 - 撞击了地球。它在大气中引起了大约100至500公里的地磁风暴，这是Starlink的目标范围。

　　在萨斯卡通SuperDARN空间天气雷达上方看到的北极光。资料来源：A.雷默

　　这一事件直接向地球的高层大气注入了大量的电磁能量。它产生了美丽的极光显示，但能量也增加了空气的密度。对于LEO卫星来说，更高的空气密度通常不是什么大问题，因为在通常的操作高度（超过400公里）下，它已经非常低了。

　　然而，Starlink最初被发射到210公里的高度。这离地球更近，空气密度呈指数级增长。这49颗初始发射卫星中有38颗随后由于大气层的大气阻力而丢失，将它们拉回地球。

　　太阳经历一个周期——确切地说是11年——它的活动周期性地增加和减少。在一个周期的高峰期，我们看到太阳表面有更多的太阳黑子，发射出更多的辐射，更多的太阳耀斑。像导致Starlink破坏事件的地磁风暴是相对常见的，特别是当太阳达到其11年加强和减弱活动的周期的顶峰时。

　　在2019年结束的上一个周期（自1755年以来的第24个跟踪周期）中，有927个风暴被归类为中度或弱风暴 - 平均每五天左右一次。

　　我们目前已经进入第25个太阳周期四年了，但这一次已经被证明是令人惊讶的。预计第25个周期的最大活动将发生在2025年，但太阳活动已经超过了这个数字。这意味着我们看到更多的地磁风暴，更多的极光显示（而且纬度比平时低），以及LEO卫星可能更危险的条件。 2022 年 2 月 7 日，波多黎各上空的大气层中燃烧的星链卫星。

　　如果地磁暴如此普遍，为什么它们不引起更多问题？现实情况是他们这样做了，但后果远不如卫星在大气中燃烧那么明显。

　　例如，当空间天气能量进入地球高层大气时，电离层成分除了空气变密外，还会发生变化。高频或“短波”无线电通信依赖于可预测的电离层进行长距离广播。

　　影响电离层成分的地磁风暴可能导致无线日在北美发生的中断。即使是小风暴也会导致军事和海事系统、航空通信或业余无线电中使用的无线电信号退化。

　　极端风暴会导致无线电停电持续数小时，并影响整个地球。如此大的风暴也会导致更明显的问题，例如1989年魁北克水电公司经历了九小时的停电。

　　太阳活动是指太阳表面可见的太阳黑子数量。看到的太阳黑子数量已经大大高于太阳最大值的预期，比计划提前了两年。图片来源：美国国家海洋和大气管理局

　　然而，这并不全是厄运和解体的火箭。我们可以检测太阳耀斑何时离开太阳表面，并大致预测它何时会影响地球，从而对某些类型的风暴和看到极光的机会发出预警。

　　然而，对于许多风暴来说，预测能力很少或根本没有，因为它取决于地球磁场如何与太阳风相互作用，而太阳风更难看到。

　　临近预报 - 使用实时数据来了解发生的条件 - 是我们最好的工具之一。借助地面雷达和卫星上的磁力计等仪器，我们几乎可以立即估计进入大气层的电磁空间天气能量。

　　至于为什么SpaceX在2022年2月的一次小型地磁风暴中丢失了卫星，这只是时间问题。然而，卫星的丢失令人震惊地提醒我们，我们生活的宇宙的力量。

　　本文根据知识共享许可从The Conversation重新发布。阅读原文。

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