为了更好地了解太阳活动规律以及来自太阳等离子风暴是如何影响地球或太阳系中的其他行星等，不久前，一份由超过85位科学家编制的美国未来空间天气计划，在提出如何完善空间预报监测网的同时，确定了具体的科学探索目标以及未来数年如何实施空间天气研究的多项建议。
近距离接近太阳
8月8日，美国国家研究理事会在华盛顿召开了新闻发布会，通报了美国未来十年太阳和空间物理环境优先部署的主旨调查报告（2013～2022）。发布会现场，报告起草委员会（下称委员会）主席、科罗拉多大学的丹尼尔·贝克（Daniel Baker），副主席、密歇根大学的托马斯·祖尔布肯（Thomas Zurbuchen）向到会的科学家、政府官员和媒体记者阐述了报告中的诸多亮点。
近距离接近太阳
与天文学和行星科学一样，这份最新的太阳和空间物理环境十年调查报告，不是一份单纯的任务计划或设备购置清单，报告起草者是以宽泛而鼓舞人心的方式写就这份报告的：
我们生活的地球，它的轨道穿过磁变星――太阳――稀薄的外层大气。太阳大气是一个快速流动的等离子体，太阳风包裹着地球并向外一直延伸，进而在银河系中产生超过140个天文单位的范围。在那里，来自星际介质的压力（向内）平衡掉了形成太阳风层顶的太阳等离子体的压力（向外）。太阳风层顶是宇宙中人类家园的边界，地球和太阳系其他行星被深深嵌入到这个延伸的恒星大气（太阳风层）中，它是太阳和空间物理的区域。
报告回顾了在太阳和空间物理领域取得的重要进展，并定义了用来指导委员会成员的四项主要目标：
1．确定太阳活动的源并预测空间环境的变化；
2．确定地球磁层、电离层、大气动力学及耦合以及它们对太阳和地球能量的响应；
3．确定太阳同太阳系以及星际介质间的相互作用；
4．揭示并描述发生在太阳风层以及整个宇宙内的基本过程。
正如贝克和祖尔布肯在报告中阐述的那样，报告中另外两个首要考虑已经变得很清晰。第一个考虑是对地球极光、太阳风、日冕物质抛射以及其他太阳风层现象的概念强调。这种系统性的观点是否会体现在杂志、会议以及课程中将是非常有趣的。我们已经试图将太阳物理看作是属于天文学而非仅仅是太阳风层物理学的范畴。
第二个考虑是实际问题，用贝克的话来说就是对于成本的可靠方式。委员会保留了航空航天公司来实施一些潜在航天任务的独立成本估算以及技术评估。在大多数情况下，委员们推荐的一些项目总成本均在美国宇航局（NASA）的预算范围之内。
委员会的第一项建议（编号0.0）是继续支持同建设太阳物理学系统观测站相关的已有关键项目，并推动该计划的顺利实施。太阳风层研究的主要资助单位――NASA、美国国家科学基金会（NSF）――正在寻求未来空间任务和设备，而此时，委员会已经提出了未来空间任务及所需设备。
比如“太阳探测附加任务”（SPP），就位于这些未来空间计划列表中。这一雄心勃勃的计划将耗资14亿美元，其科学目标是尽可能近距离地接近太阳，旨在测量太阳日冕如何加热以及太阳风如何加速的过程。
实施“驱动”计划
委员会的第二项建议（编号1.0）是实施一项称做“驱动”的计划。该计划意在提振研究人员及学生开展太阳风层科学研究的热情。
令人意外的是，“驱动”计划的花费并不是很高，每年的花销不超过5 000万美元。为了完成目标，“驱动”计划试图通过小型和中型的探测任务来寻求更加可行的研究机遇，例如，发射鞋盒般大小的“立方体卫星”探测器。
适当的资助是“驱动”计划的关键所在。为此，委员会强烈呼吁NASA和NSF成立太阳风层科学中心，旨在让观测人员、理论学家以及工程师们同心协力解决太阳和空间物理面临的巨大挑战。
当贝克和祖尔布肯在介绍“驱动”计划时，其时我有点模糊。但在阅读了报告中关于“驱动”计划的描述后，我认为这是一个大胆且有价值的尝试，并能够有效地在诸如再生能源或神经科学等其他领域中推广。
重振“探险者”计划
第三项建议（编号2.0）试图重振NASA的“探险者”计划：一个适当大小和花销的探测器。该项目始于1958年，是NASA历史上最具传奇色彩的科学航天项目，其中获得了三个诺贝尔奖项。但NASA2004年取消对探险者项目资助后，该项目自此也失去了活力。援引报告中的话说：
探险者的中等及小型任务适合推进太阳物理科学的发展，并有着极好的成本效益及跟踪记录。自2001年开始，15个太阳物理学探测者任务计划在竞争排名中领先，但仅有5个计划被予以资助。因此，在实施探险者计划的同时，太阳物理科学可以有一个广泛的储备。
鉴于中等及小型探测器任务相对比较便宜，研发和推出这些任务将不需要很大的支出，委员会建议NASA每年为太阳以及空间物理方面的探险者项目增加至7 000万美元的资助。
除了加大对探险者项目资助外，委员会还建议建立一个适用于任务机遇的更快速、更敏捷的机制。即一些被设想的任务能够反映新技术、新知识，乃至与其他空间机构的新伙伴关系。
“日地探测器”计划
也许是巧合，就在委员会公布这份报告的两周前，《自然》杂志发表了贝克的一篇题为“NASA：让学界领导空间科学”的评论。评论呼吁NASA应资助更多的小型空间计划，而类似的空间计划由大学中的一些主要研究人员担纲。贝克的同僚是否赞同他的这一论点还不清晰。然而，评论阐述了由大学分担这些任务的一些优势。
来自太阳的粒子风暴将影响地球乃至其他行星空间天气
第四项建议（编号3.0）要求NASA将“日地探测器”(STP)计划从一个大型的、由政府主导的转换成“一个中等规模的、有竞争性的并覆盖至大学主要研究人员担纲的一条任务链，每个项目周期成本上限为5.2亿美元（每次任务）”。
STP目标是探明太阳物理对地球、太阳系其他天体以及星际介质的影响。为了避免自由竞争可能产生的风险，委员会阐述了未来三种希望予以资助的探测任务：
1．“星际测绘和加速探测器”（IMAP）计划，主要用来测量太阳周围磁流体动力影响停止的区域。
2．“动力学中性大气探测器”（DYNAMIC）计划，主要用来研究地球电离层和热层影响是如何在低海拔和高海拔地区进行的。
3．“磁层热力学、动力学以及电离层耦合探测器”（MEDICI）计划，主要用来探明磁层、电离层以及热层是如何对太阳和磁力做出反应。
对于这些适度的探测任务，委员会的热忱并不是无限制的。在他们看来，攻克太阳变化的原因及其机制是一个巨大的、综合性的工作。NASA的“与太阳共存”（LWS）项目包括“太阳探测附加任务”和“辐射带风暴探测器”。
第五个推荐（编号4.0）是“地球空间动力学星座”（GDC）计划，它是由六组编队式卫星构成。该计划主要用来研究地球大气中地磁风暴的能量是如何被存储或转换的。
完善空间天气计划
1989年3月，一场地磁风暴引发了魁北克电网的瘫痪，5个月后，另一场地磁风暴关闭了多伦多股票市场的电子交易，加之目前全世界的电力设施正在扩充，地球卫星也在不断增加，以及无线电通讯在经济和社交上变得更加重要。因此，如何预报类似的风暴或空间天气就变得非常重要。
目前，我们正处于第24个太阳活动周期，预计太阳活动在明年会达到峰值，而1995年12月发射的“太阳和太阳风层天文台”（SOHO）其任务寿命或将结束。为了避免类似空间任务出现断层，委员会建议NASA、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）以及美国国防部（DOD）提前计划并一起部署，确保在L1点的长期监测能力（L1点是太阳和地球系统中的第一个拉格朗日点。该点位于太阳和地球之间，并距离地球150万公里，是监测太阳活动的理想位置）。
鉴于美国空间天气计划（NSWP）的实施需要花费巨资。为此，委员会建议：
NSWP应当在美国科学技术委员会的资助下重新予以考虑，包括美国科学和技术政策办公室以及管理与预算办公室的积极参与。在此基础上，全面提升NSWP监测能力，精确空间天气的预报。
我不怀疑我会错过其中一些要点和重点，但这些内容已经令我印象深刻。这是一个以全面的、学科交叉以及低成本高效益方式来研究太阳风层的计划书。我希望这些建议会被越来越多的人注意到。
资料来源 Physics Today
责任编辑 则 鸣
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SOHO卫星运行示意图。这艘专事太阳研究的飞船也承担起“彗星猎手”的任务
太阳和太阳风层探测器（Solar and Heliospheric Observatory，SOHO），由欧洲空间局（ESA）和美国宇航局（NASA）共同研制，于1995年发射升空。
作为研究太阳的重要探测器，SOHO卫星原设计寿命是三年，后来为了观测将在2000年左右达到高峰的太阳黑子活动，ESA和NASA决定把SOHO卫星的探测期限延长到2003年。其后，研究太阳活动的专家们离不开它，制作空间天气预报的科学家们更是不能缺少由其提供的资料。迄今，SOHO卫星仍在太空中为科学研究工作着。又因为SOHO卫星的探测数据分析得到了世界各地民间天文爱好者们的广泛参与，使它成为有史以来最伟大的“彗星猎手”。