北京时间2023年5月10日21时22分，天舟六号货运飞船在文昌航天发射场准时升空进入预定轨道，并在5月11日5时16分与天和核心舱成功完成交会对接，转入组合体飞行段。天舟六号货运飞船发射任务取得圆满成功，空间站应用与发展阶段飞行任务首战告捷。
图1 问天实验舱成功发射（图片来源：中国载人航天工程网）
中国科学院国家空间科学中心一直是载人航天工程科学应用系统中的空间环境保障分系统的承担单位。在载人空间站任务中，自2021年空间站天和核心舱发射以来，中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室空间环境预报中心（以下简称“预报中心”）持续为天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟货运飞船、神舟载人飞船的发射、在轨运行、交会对接、航天员出舱等任务提供了空间环境长期、中期、短期预报和灾害性事件警报等，保障了空间站建造期的空间环境安全。
在天舟六号发射任务中，由于其将与空间站对接，而空间站运行轨道高度为400~450公里，处于中高层大气中。而中高层大气环境的变化主要受太阳活动和地磁活动的制约。其中，太阳活动是近地空间环境的最主要扰动源，太阳辐射直接加热大气，导致中高层大气密度上升；太阳爆发活动可能引发地磁暴，这时中高层大气密度也会快速上升。当中高层大气密度增加时，空间站遭遇到的大气阻力增加，从而改变正常的运行轨道，可能增大空间站定轨和轨道预测的误差。
图2 航天器轨道衰减（模拟图）
从中长期来看，天舟六号的发射期（2023年5月）处于第25太阳活动周的上升阶段和高年阶段，太阳活动整体水平较高，太阳爆发活动的强度和频次也相对较高。因此，太阳活动和地磁活动对空间站轨道环境（中高层大气）的影响比较大。
图3 第24-25太阳活动周的黑子数（实测和预报中心预测）
针对天舟六号的发射任务，从发射前一个月开始，预报中心陆续向有关部门提供了多期空间环境安全期中期预报，对发射窗口的空间环境状况提前进行的中期分析和预测。我们预计5月中上旬，太阳将会发生中小爆发活动，有可能发生大爆发活动，不会发生影响天舟六号发射的特大太阳爆发事件，不会发生大地磁暴事件，天舟六号发射窗口的空间环境是安全的。
图4 2023年1月～4月太阳10.7cm射电流量（F10.7）
图5 2023年1月～4月地磁Ap指数
在发射的前几天，预报中心更是积极备战，细致分析空间环境监测资料，对发射窗口前后的空间环境状况进行详细预测。在5月上旬，太阳上每天都有8个左右的活动区上，包括编号为AR3296的磁异常活动区，中小爆发活动比较频繁。太阳几乎每天都爆发M级耀斑，并伴随有多次日冕物质抛射（CME），引起了2次地磁暴和2次地磁活跃事件。
图6 2023年5月1～8日发生的地磁暴
地磁暴事件，可能影响到空间站轨道的大气环境，载人空间站工程中负责轨道控制和预报的有关部门比较关心空间环境的态势和变化。预报团队与该部门加强联系，保持密切沟通，提前准确预报并汇报了地磁暴事件和地磁指数，加密频次提交空间环境预报。
在5月8日，AR3296爆发了一个朝向地球的CME，这很可能在10日再次引发地磁暴。预报中心迅速组织相关人员对这次CME事件进行分析、模拟、会商、研判，对可能引起的地磁暴的时间和强度提前进行详尽的预测，并及时将预报结果汇报至有关部门。
图7 2023年5月8日爆发的CME（soho监测）
图8 2023年5月8日CME的行星际传播（预报中心自主模拟）
我们的预报结论认为：预计在天舟六号预定的发射窗口前后，有可能发生M级耀斑的太阳爆发活动，不会发生影响发射的特大太阳爆发事件；可能发生中小地磁暴，但预计不影响发射。最终结果显示，天舟六号发射日（10日），太阳爆发M2级耀斑，没有大爆发活动，发生小地磁暴。
中国科学院国家空间科学中心空间环境保障团队为天舟六号的发射提供了圆满的空间环境保障！
图9 天舟六号发射日（5月10日）太阳爆发情况
图10 天舟六号发期日（5月10日）地磁情况
目前，已进入空间站应用与发展阶段，预报中心将一如既往持续提供空间环境预报产品，为空间站的安全运行、航天员出舱、交会对接、空间科学实验等任务提供及时的空间环境预报信息！
图11 中国科学院国家空间科学中心空间环境保障团队
（供稿：天气室）
