在人类觉醒的第一个早晨，睁开眼睛所感受到的第一个奇观，一定就是太阳，因此几乎在所有的古老民族的意识里面，太阳都具有最高主宰的神的地位。确实，现代天体物理学清楚地告诉我们，太阳不止是人类的主宰，更是地球的主宰。尽管目前还不是非常确切地了解太阳的诞生和地球的诞生之间的关系，但可以肯定的是，地球诞生之后的命运几乎完全受到太阳的控制，因为正是太阳赋予了地球多一分太过﹑少一分不足的繁衍生命的条件。不过太阳在给人类带来生命的同时，也附送了一点小小的不那么友好的礼物：地球空间暴。我国即将发射升空的“双星”，正是为了和欧洲空间局所发射的4颗“星簇”卫星联合起来，监控地球空间暴的发生过程，以求化解太阳他老人家难得的这点暴躁。
对于膜拜太阳神的先民来说，太阳是完美无缺的，因为在人类至今为止的整个历史里面，太阳都可以说是一颗非常稳定燃烧着的恒星。然而随着现代人类对物理世界的探测能力越来越精细，逐渐发现太阳的稳定燃烧里面其实也蕴涵着一些激烈的活动，例如日珥﹑日冕﹑谱斑﹑黑子和耀斑等，它们各具鲜明特征，又相互具有很大的关联。由于太阳的辐射可以说是地球大气和环境的发动机，而太阳与地球的相对大小非常悬殊，例如想像太阳为我们的一般居室的房间大小，则地球只有乒乓球那么大，因此那些激烈的太阳活动所导致的辐射以及粒子流发射的变化，都会对不远处的小小的地球产生不可忽视的影响。
太阳活动对于地球的扰动，主要表现在电磁辐射与粒子流在地球磁场作用下对大气层与磁场的扰动﹑和对气候的影响这两个方面。对气候的影响主要是通过统计太阳黑子和耀斑的出现与气象异常的相关性而发现的；而电磁辐射与粒子流对地球的骚扰，则主要是由于观测到地球空间暴而发现的。
所谓地球空间暴，包含了一系列的太阳活动对地球高层大气和磁场的骚扰现象，这些骚扰现象的本质，是太阳剧烈活动所喷发出来的高能辐射和粒子流，在依次到达地球后与地球磁场及大气的异常相互作用。这种能够导致地球空间暴的高能辐射和高能粒子流，主要来源于最剧烈的太阳活动-耀斑，和最神秘太阳活动-太阳黑子。其中耀斑是几分钟之内在太阳表面突然出现的亮斑，其亮度至少是其周围太阳表面的两倍，亮斑面积大的约10亿平方公里，小的约1千万平方公里。然后在约1小时左右逐渐消失。耀斑几乎总是在黑子群附近发生，甚至可以在同一个位置反复发生，而在一天之内一个黑子群附近甚至可以涌现出上百个小型耀斑。当然在可见光波段能够被我们观测到的足够亮的耀斑，平均每年只有一个。
由于太阳实质上就是一大团等离子气体，其中任何带电粒子气流本身就是一股电流，从而能够产生相应的磁场，所以太阳的磁场分布与变化极其复杂，而耀斑的产生正是来源于太阳复杂的磁场运动，即一种亚稳定的局部磁场结构能够用几小时乃至几天的时间逐渐地蓄积大量的能量，然后在几秒至几分的时间内迅速释放它们，这些能量的绝大部分使得电子加速到光速的一半，这些高速电子首先在极短的时间内受到周围气体粒子的碰撞而减速，从而产生轫致辐射，就好像飞速的汽车突然刹车而发出尖叫一般，导致硬X射线的爆发；然后又受到磁场的加速，使得其围绕磁力线旋转，这种旋转使得电子产生回旋同步加速微波辐射；而直接飞向太空的电子，则逐一通过太阳大气的不同层，从而激发出相应的辐射；高速电子在喷射过程中，除了通过激发气体分子的辐射而放出能量，更主要的部分则是用于给周围气体加热，使得太阳表面耀斑附近部位的温度迅速地上升达几千度，从而产生质子与紫外发射，在日冕处则产生能够发射软X射线的炙热等离子体；这种加热更重要的后果是导致太阳表面的物质抛射，能够把上百亿吨的物质以每秒几百公里的速度向太空抛射，这就是耀斑里面发生的所谓第二次加速。
正是由于耀斑所诱发出来的所有这些高能射线和高能电子﹑质子和其他带电粒子，分别以辐射和等离子体云的形式，接踵而至地向地球飞来，成为引起地球空间暴的罪魁祸首。
如果地球象月球那样完全裸露在来自太阳的辐射与粒子流的轰击之下，那么人类是绝对不可能生存下去的。幸好地球被厚厚的大气层和一个完整的磁场保护着，使得绝大部分辐射能够被大气层的物质吸收，而绝大部分带电粒子流则能够被磁场以四两拔千斤的手法偏转引开。
由于地球的核是液态的铁镍合金，而地核不同深度的温度不均匀，使得它们在热作用下发生搅拌性质的对流，同时地球又在快速地自转，这两种运动的耦合，使得作为良好导体的铁镍合金产生规则的地磁场。不过由于地球无时不在具有每秒400公里速度的太阳风的吹拂之下，而太阳风正是由太阳在常态下喷发出来的等离子体云，它携带着源自太阳的磁场，这样太阳风和地磁场发生相互作用，就使得地磁场发生形变，即地磁场在向着太阳的一面被压缩，而在背着太阳的一面被拉伸，使得磁力线犹如长发迎风吹拂，飘离太阳。
在一般的情形下，当太阳风迎面接触到地磁场时，被阻挡而流向地球旁边，就象水流遇到石头，被迫绕过。这个完全被地磁场控制的空间区域，是一般能量的太阳风无法进入的，被称为磁层。不过磁层的保护作用只是相对的，因为象耀斑那样的剧烈太阳活动能够产生能量更高的辐射和粒子流，使得磁层不足以完全地行使屏蔽功能，从而对地球高层大气层产生巨大的扰动。
其实，即使没有大规模的耀斑，太阳风也能够影响高纬度的大气层，因为磁层的磁力线总是从位于高纬度的磁极进出，这样在高纬度地区磁力线总是向地表倾斜，而不是象低纬度地区那样平行于地表。这样当太阳风携带带电粒子流经地球两个磁极时，会在两个磁极附近的高空产生巨大的电流而流入地球大气层，如此强大的电流将把空气当中的中性分子或原子电离，然后离子通过俘获电子而重新成为中性粒子，同时发射出光子，这就形成了在空中奇幻般飘动的极光。实际上对极光的光谱进行分析，确实发现极光是属于大气当中的氧离子﹑氮离子等在俘获电子时的发射光。
在20世纪20年代，人们开始利用大气层约50公里以上的电离层作为天然的无线电短波的反射镜，进行远距离的无线电通讯。在1930年，墨格偶然发现了短时间的无线电短波衰减现象，德林格尔认为这是由太阳耀斑导致的，即耀斑所发射出来的强烈的X射线，能够使得高度为60公里到100公里的大气发生异常的电离，从而使得发射到该空域的短波被吸收而衰减，也就难以再接收到反射回来的回波。同时电离层除了对无线电短波吸收增强外，对来自太空的宇宙噪声也突然吸收增强，而地面接收到的长波波段噪声则增强。
随后，人们通过进一步的观测，发现从太阳耀斑的发生，到其所发出的辐射和粒子流陆续抵达地球，实际上诱发了地球一系列的后续反应。耀斑能够发射从伽吗射线﹑X射线到紫外线，乃至微波的一系列波段的辐射，它们经过大概8.3分钟时间即可抵达地球，透过磁层而进入大气的电离层，首先是100公里以下的电离层低层引发突然骚扰，导致电离层对短波和宇宙噪声的吸收增强，而对长波吸收减弱。
在耀斑发生约半小时之后，电离层的突然骚扰结束，再过几小时，随着耀斑所发射的高速电子和高能质子陆续抵达地球，它们在穿透磁层时，受磁场影响而在高纬度级盖地带受到弯曲，从而入侵极区电离层，使得通过极区的无线电电波被严重吸收，这种状态可以持续1到6天，期间可能在好几个小时内完全吸收通过该空域的短波信号。
在耀斑发生大约20小时之后，耀斑喷射出来的具有不同能量的等离子体云，以每秒1000公里到400公里的速度陆续抵达并包围地球，从而导致地面能够接收到的宇宙线减弱，并引发剧烈的局部磁暴，即该空域地磁强度的突然增强，特别是当耀斑发出的冲击波抵达地球时，能够导致磁暴的突然开始。伴随着磁暴，还常常在高度约为140公里以上的电离层高层引发亚暴，同样严重吸收在该高度进行反射传输的用于长距离通讯的短波。如此迅猛的等离子体流冲入大气层，当然也能够引发极光。
地球空间暴除了来自耀斑之外，通过统计极光﹑地磁活动以及黑子数目的变化，发现它们存在明显的正相关，而与地面接收宇宙线强度则存在反相关，这说明太阳黑子也能够显著地影响地球空间环境。
随着人类活动领域的急剧扩大，我们的日常生活已经无法离开空间活动，无论是电视广播，还是飞行导航，都依赖一个稳定的空间环境，来为我们传输稳定的信息和进行精确的导航，而空间暴则具有灾难性的作用，使得电波信息传播突然中断，磁暴使得飞行导航突然失灵，特别是对于日益增多的太空活动，不管是卫星﹑飞船﹑还是航天飞机，通讯的突然中断或导航的突然失灵，都会带来致命的后果。因此人们在逐步掌握了天气预报的能力之后，开始期望能够掌握预报空间暴的能力。因为对于源自太阳的空间暴，我们显然不可能阻止其发生，只有期望能够预先知道它的发生的时间﹑位置﹑类型等等，以便及早预防，避免损失。
在1982年11月，欧洲的空间物理学家提出使用在极地轨道运行的卫星，来对地球磁层的顶区和磁尾区进行实地探测。进入90年代后，国际空间物理学界推出国际日地物理计划（ISTP），提出开展国际合作，对日地系统进行多颗卫星协同探测。然后在1996年正式开始了所谓“星簇”计划，最终在2000年，欧空局分两次发射了4颗卫星，它们最终稳定在距离地面1万9千公里到11万9千公里的椭圆轨道上，对环绕地球的磁层进行三维同步的探测。不过这个“星簇”计划存在一个缺陷，就是它们的轨道都很高，对于近地磁层缺乏同步的观测，特别是近地赤道区和近地极地区，是空间暴非常关键的区域，如果“星簇”计划缺乏这个区域和高度的信息，将严重影响整个国际日地物理计划所取得的成果。因此在1997年初，以中科院院士刘振兴为首的一批中国空间物理学家提出了“双星”计划，建议再分别发射一颗赤道区卫星和一颗极区卫星，在近地轨道对近地磁层进行探测，以便与4颗“星簇”卫星对整个地球空间进行立体同步监测。
“双星”计划很快得到了国家的支持和欧空局的积极响应。最终在2001年7月，中国国家航天局与欧洲空间局签订了合作开展“双星计划”的协议，预定赤道区卫星、极区卫星分别于2003年6月和12月发射升空。
其中近地赤道卫星运行在高度为550-66,970公里的椭圆轨道上面，其轨道平面与赤道夹角为28.5度，这样它就能够实地地探测近地磁尾区的磁层空间暴过程，特别是带电粒子在其中加速冲向地球磁极的过程，以及向阳面磁层顶区太阳风能量向磁层传输的过程；而另外一颗近地极区卫星，运行在高度为700-39,000公里﹑周期为11.7小时的椭圆轨道上面，用来探测太阳风能量和近地磁尾区能量向极区电离层以及高层大气的传输过程，当然，也不会忘了好好地对极光进行探测。
在“双星”顺利升空并开始工作之后，由于“星簇”卫星至少还能够工作到2005年年底，因此这6颗专门监视太阳对地球的作用的卫星，至少能够连续地肩并肩工作2年，它们基本占据了监视地球空间环境的典型位置，使得它们的同步探测结果能够对我们最终彻底地掌握空间暴的规律作出极大的贡献。特别是这次“双星”计划，是21世纪前20年规模最大的世界性科学合作，也是中国第一次对世界性科学合作作出有重大份量的贡献，并必将为人类最终与太阳完美共存作出应有的贡献。