高能"相对论"电子通常被称为"杀手"电子，是卫星辐射损伤的主要来源，因此了解它们的活动模式至关重要。太阳发射的带电粒子和磁场会破坏地球的磁屏蔽，导致地磁干扰。在这种情况下，外部辐射带中的杀手电子数量会成倍激增，对空间天气构成相当大的威胁。

一项新的研究揭示了地磁暴期间 "杀手电子"不断升级的威胁，敦促强化卫星基础设施，以减轻潜在的空间天气破坏。这项研究是为不断扩大的太空领域做好准备和提供保障的基准，因为太空领域对众多行业和全球通信都有重大影响。

英国航天局的奈杰尔-梅雷迪斯博士带领一个国际团队分析了美国全球定位系统卫星20年来的数据，以确定10年一遇、50年一遇和100年一遇的事件级别。百年一遇是指平均每 100 年会发生一次等同于或超过百年一遇的事件。

卫星运营商、制造商、保险公司和政府需要做好准备，降低这些电子带来的风险。社会在通信、导航、地球观测和防御等各种应用中越来越依赖卫星。截至 2022 年 4 月，地球轨道上共有 5465 颗运行卫星，其中大多数卫星至少在部分轨道上暴露于高能电子。2021 年，全球太空经济的整体收入为 3860 亿美元，比上一年增长了 4%。

这项研究的主要作者、空间天气科学家奈杰尔-梅雷迪斯博士说："这项研究中报告的 100 年一遇的事件水平对工业界和政府都很重要。它们是比较其他极端空间天气事件和评估极端事件潜在影响的基准。"

这些研究结果对卫星行业至关重要，因为工程师和运营商需要对 GPS 轨道上遇到的最大电子通量进行切合实际的估计，以便为这些极端事件的影响做好准备，并提高未来卫星的抗灾能力。这些研究结果对卫星保险公司至关重要，可帮助他们确保卫星运营商尽其所能降低风险，并评估现实的灾难情况

10 年一遇和 100 年一遇之间的差异因电子的能量和与地球的距离而异。这些差异在距离地球最远的最高能量处最大，在距离地球表面 35,000 千米以上的一些最高电子能量处，差异在 3 到 10 倍之间。这种大幅增加可能会给在这一区域运行的卫星带来巨大的额外风险。

与地球上的天气一样，空间天气也会在几分钟、几天、几季以及 11 年太阳周期内发生巨大变化。研究人员发现，这些致命电子事件大多发生在太阳周期的衰退阶段--在他们研究的20年期间出现过两次--但最大的事件发生在其他地方，这表明极端事件随时都可能发生。

这项研究的合著者之一、英国宇航科学院的理查德-霍恩（Richard Horne）教授说："太空部门是我们关键国家基础设施的一部分。这项研究将帮助我们评估卫星对恶劣太空天气事件的适应能力。"

2011 年，恶劣的太空天气被列入英国国家民事紧急情况风险登记册。空间天气对卫星的影响从瞬间中断服务到完全丧失能力不等。2003 年的一场大风暴导致 47 颗卫星出现异常，10 多颗卫星停止工作超过一天，1 颗卫星完全丧失功能。