绚丽多彩的天文奇观日食对卫星有哪些影响？

今日凌晨上演了日全食奇观，此次日全食带从太平洋东部开始，经过墨西哥、美国、加拿大东南部地区后进入到大西洋西北部海域。预计今年后续还将出现一次日环食现象。

那么什么是日食？日食在发生时又会对卫星造成哪些影响？就让我们一起来看看吧。

▲ 4月9日见食地区

日食现象是“不祥之兆”？

在古代，由于科学不发达，人们对于日食现象缺乏了解。不少传说由此产生，古人甚至将其视为不祥之兆，认为日食预示着灾难或重大社会变化。然而，随着现代科学进步，我们已经知道日食是一种正常的自然现象，更是一种绚丽多彩的天文奇观。它能让我们看到平时看不到的太阳色球层、日珥和日冕，也能让我们感受到白昼变黑夜的奇妙变化。 

绚丽多彩的日食现象

我国是世界上最早记录日食的国家之一，我国最早的日食记录是“仲康日食”，它记录的日食现象发生于公元前21世纪的夏王朝仲康年间。

▲ 太阳色球层：2001年日全食期间拍摄

▲ 日珥：2001年日全食期间拍摄

▲ 日冕：2006年日全食期间拍摄

▲ 日食形成全过程 

日食是怎样形成的？

那么绚丽多彩的日食是怎样形成的？其实很容易理解，当月亮正巧处于太阳和地球之间时，日食便会发生。此时，月亮挡住了一部分太阳光，它的影子便会投射在地球上，若你恰好处在月亮的阴影中，你就能看到日食。

▲ 日食的形成

在日食发生时，受相对位置的影响，身处地球上的我们就会看到不同类型的日食：日全食、日偏食和日环食。

日全食是指月亮遮住了全部的太阳光线所形成的现象。当太阳、月球及地球处于一条直线上时，正对着月球的光源被完全挡住了，就形成了日全食，如图A。

日偏食是指月亮与太阳成一定角度，太阳的光源只是部分被遮挡形成的日食现象，这时只能看到日偏食，如图B，因为在你的角度看来，月亮并没有完全挡住太阳。

如果月球与地球的距离比较远，月球只遮住了太阳中间的光线，使太阳看起来像一个圆环，就形成了日环食，如图C。

▲ 日食的形成原理

日食现象对卫星有哪些影响？

卫星在轨运行期间，当月球位于太阳和地球之间且三者接近一条直线时，就可能会出现地影（地球遮挡阳光）、月影（月球遮挡阳光）连接在一起的极端工况，此时阴影时间将持续约40至60分钟。

▲ 日食现象对卫星的影响 

当卫星离开或进入阴影区时，短时间内阳光会出现或消失，这时分系统的工作环境突变，如不采取措施则会造成整星性能变化，甚至带来安全性问题。

电源分系统

半影区（太阳有一部分被遮挡）太阳阵光照强度下降、全影区（太阳全部被遮挡）太阳电池阵无光照，卫星太阳阵电流将会下降或完全回零，卫星蓄电池长时间处于放电状态可导致电池过放。

太阳阵分系统

以模拟式太敏为敏感器的帆板控制会误报故障标志，从而引发稳定跟踪切换为快速捕获模式，使太阳帆板无法朝向太阳。

热控分系统

阴影前后，卫星各部组件热环境发生改变，导致单机温度超出工作温度阈值。

载荷分系统

卫星进入阴影区，载荷可见光通道无法正常成像。

姿轨控分系统

卫星对地姿态正常稳定时，有的卫星将太阳敏感器信息作为姿轨控系统保安全的唯一敏感器来源。在日食期间长时间不见太阳时，便会转入太阳搜索模式。在阴影区长时间搜索太阳且无法找到目标，则易导致能源安全问题。在日食期间搜索太阳，若星下点恰好处于阳照区，地球反照光会导致系统误判地球为太阳，导致卫星对天面指向地球，引发卫星姿态异常。

小结

现有在轨的很多卫星都加入了日食期管理，并通过地面人工干预或星上自主闭环方式管理日食期间的在轨状态，以降低风险。

日食现象虽然对卫星会造成一定影响，但只要设计充分，就可以让卫星在轨稳定、长期可靠运行，剩下的就是欣赏日食绚丽多彩的画面，感受壮丽神秘的天文奇观了。