美国宇航局（NASA）的小型卫星星座PUNCH在首次空间天气预报能力测试中，将一次太阳喷发抵达地球的时间精确到30分钟以内。该机构于8月4日公布了这一结果，并表示这一精度约为当前最高水平的10倍，将抵达时间窗口从大约5小时缩短到半小时。相关发现已在空间研究委员会（COSPAR）科学会议上展示，并正在《空间天气》（Space Weather）期刊接受审稿。
PUNCH全称为”日冕与日球层统一偏振仪”（Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere），是由四颗小型卫星组成的网络，于2025年发射。这些航天器持续拍摄内太阳系的三维图像，每4分钟获取一张新照片，其宽阔的视场使它们几乎可以一路追踪日冕物质抛射（即太阳物质的大规模爆发，简称CME）直至地球附近。在该任务之前，CME只能在穿越日地距离约五分之一的路程时被观测到，预报员只能猜测其余路程上发生的情况。
此次测试使用的是2025年5月31日离开太阳的一次CME。据NASA介绍，PUNCH图像被输入一个计算机模型，该模型分析了CME前缘随时间的变化，并利用其速度和几何形态计算出喷发物抵达地球的时间。在CME离开太阳约12小时后，模型给出了最终预测，预计抵达时间约在8小时之后。模型还会在估算结果趋于稳定时发出提示，这一功能或能让预报员对实时预警更有信心。
《科学》（Science）杂志当天报道了这一结果，并补充了细节：随后发生的风暴被归类为G4级地磁事件，基于PUNCH的模型预测其抵达地球的时间在6月1日格林尼治标准时间5时至5时30分之间，为卫星和电网运营商提供了约8小时的提前预警。西南研究院（Southwest Research Institute）PUNCH首席研究员克雷格·德福雷斯特（Craig DeForest）称这一结果令人惊叹，并将这一进步比作从蒸汽机到现代内燃机的跨越。
这一结果只是对单一事件的可行性验证，并非可供业务运行的预报服务。该分析是回溯性的，团队使用的是刻意简化的CME形态演化模型，论文也尚未通过同行评审。NASA表示，科学家认为，借助更精细的PUNCH数据和更好的模型，抵达时间预报或可比本次测试中喷发后约12小时的时间线更进一步提前。团队还在分析PUNCH跟踪到的另外数十次CME，预报员正在测试一种名为QuickPUNCH的更快产品，该产品使用质量略低的图像。
这些图像还带来了其他发现。高分辨率图像显示，CME云团比此前认为的更加块状，并在穿越太阳系的过程中持续演化，这为理解等离子体如何在太空中运动提供了线索，包括那些无法在小尺度上研究的区域，例如恒星诞生的气体云。
婷 翻译
Sources
- NASA Science: https://science.nasa.gov/science-research/heliophysics/nasas-punch-sharpens-solar-storm-forecasting-in-first-test
- Science (AAAS): https://www.science.org/content/article/nasa-mission-predicts-solar-explosion-s-arrival-earth-stunning-precision