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為中國航天人點贊!十年磨一劍,「張衡」終登場,我國地震立體觀測體系的重要里程碑!

據新華社2月2日電報道,2018年2月2日15時51分,我國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將電磁監測試驗衛星「張衡一號」發射升空並進入預定軌道。「張衡一號」是我國全新研製的國家民用航天科研試驗衛星,我國地球物理場探測衛星計劃首發星,我國地震立體觀測體系第一個天基平台。這標誌我國成為世界上少數擁有在軌運行高精度地球物理場探測衛星的國家之一。

本次發射任務充分利用長征二號丁火箭發射能力,是長征系列運載火箭的第266次飛行。除「張衡一號」外,還分別搭載發射了來自烏拉圭、丹麥以及國內的6顆小衛星。「少年星一號」微小衛星源於10多萬中小學生的創意和夢想,是我國首顆教育共享衛星。所有建有衛星測控分站的中小學校和教育機構,均可使用「少年星一號」數據開展航天科普教育。

長二丁火箭成功發射

「張衡一號」由來

我國境內地震分布廣、強度大、震源淺,是世界上大陸地震活動最強烈、災害最嚴重的國家之一,地震災害的潛在危險將對我國經濟社會發展與和諧社會建設產生不容輕視的影響。

公元132年,我國著名科學家 張衡 發明了世界上最早的地動儀。該地動儀成功預報隴西(今甘肅天水地區)地帶發生地震,比西方國家用儀器記錄地震的歷史早約1800年,開創了世界地震勘測研究的先河。

以「張衡一號」命名電磁監測試驗衛星,主要是為紀念中國古代科技代表人物張衡在地震觀測方面的傑出貢獻,傳承張衡為代表的中國古代科學家群體崇尚科學、追求真理的精神內質。

地球的周圍有著一層薄薄的「殼」——空間等離子體環境,等離子體態的物質的性質在某種程度上就像是水一樣,當受到地殼運動、地面人類活動等的影響時,其中的電磁波就會像水中的漣漪一樣,在等離子體環境里傳播。

近些年,科學家們發現地震也會對空間等離子體環境的電磁場產生影響,這種影響甚至會在地震前就已經開始。因此科學家們希望通過研究空間等離子體變化與地震活動的關聯規律,來探索地震預測新方法。我國高度重視利用衛星技術進行空間電磁擾動監測、開展地震相關研究,「張衡一號」衛星正是在這樣的背景下誕生的,「張衡一號」衛星由中國航天科技集團有限公司所屬航天東方紅衛星有限公司抓總研製。2009年就開展了電磁監測試驗衛星的論證工作,2013年8月,該工程正式立項,歷經5年研製才取得圓滿成功。這顆星經歷了10年艱苦攻關、5年工程研製,現在終於揭開神秘的面紗了。

衛星搭載了3種8台有效載荷,分別是:探測電磁場的高精度磁強計、感應式磁力儀和電場探測儀;探測等離子體的朗繆爾探針、等離子體分析儀、GNSS掩星接收機和三頻信標機;探測高能粒子的高能粒子探測器。

衛星上裝載的義大利高能粒子探測器,將與中方研製的高能粒子探測器互為補充,聯合開展探測。中國國家航天局會同中國地震局等有關部門組建國際科學委員會,開展探測數據的研發和應用。

研製團隊合影

「張衡一號」的優勢

與傳統地面監測地震手段相比,衛星具有覆蓋範圍廣、電磁環境好、動態信息強、無地域限制等優勢,使用衛星進行地球電磁環境的研究能夠從更大的尺度上提高對地震孕育發生規律的研究和認識,彌補常規地面地震監測手段的不足。

「張衡一號」是我國全新研製的科學試驗衛星,主要用於地球物理場探測和研究。通過監測全球空間電磁場、電離層等離子體、高能粒子沉降等物理現象,為地震機理研究、空間環境監測和地球系統科學研究提供新的技術手段,為研究地震電磁電離層信息特徵及機理提供新的途徑,是我國構建天空地一體化地震立體監測體系的重要里程碑。

「張衡一號」創造了我國衛星研製領域的多項首次,總體技術指標達到國際先進水平,部分技術指標達到國際領先水平。衛星每5天實現對地球同一地點的重訪,觀測區域可覆蓋地球南北緯65度內的區域,重點觀測區域覆蓋我國陸地全境和陸地周邊約1000千米區域以及全球兩個主要地震帶:地中海—喜馬拉地震帶和環太平洋地震帶。

跳出地球觀測地震,「張衡一號」身肩三大重任:

一是將建造全球電磁場和電離層監測平台,對中國及其周邊地區開展電離層多種物理量動態准實時監測;

二是開展全球7級、中國6級以上地震電磁信息分析研究,探索地震電離層響應變化的信息特徵及其機理,為地震觀測研究提供有價值的信息;

三是研究地球系統特別是電離層與其它相關圈層相互作用及其效應,向航空航天、導航通信等相關領域提供空間電磁環境監測數據應用服務。

「張衡一號」的意義

開闢了我國地震監測研究的新途徑新方法

張衡一號發射後,我國將首次基於天基電磁觀測平台獲取全球電磁信息,填補我國從空間電磁環境方面開展地震學、地球物理學等相關研究領域的空白。「張衡一號」升空後,將以標準手段對我國6級以上、全球7級以上的地震進行電磁監測,通過大量的數據積累和震例分析,發現統計規律,推動我國地震監測技術的發展。

標誌了我國立體地震觀測體系的正式成型

張衡一號作為我國立體地震觀測體系第一個天基平台,同時也是國家地球物理場探測衛星計劃首發星,將大幅提升空間電磁場和電離層監測水平,將為空間天氣預警、空間物理和地球物理研究提供重要支撐,為航空航天、導航通信等相關領域提供空間電磁環境監測數據應用服務。

「張衡一號」設計壽命為5年。也就是說,後續還將有更多的「張衡」系列衛星加入空間電磁監測的隊伍。據了解,目前,國防科工局正在會同中國地震局、發改委、財政部加快推動電磁監測衛星02星的論證工作,在01星的基礎上新增若干更加精準的探測儀,全面提高我國全球地球物理場信息的獲取能力。

同時,國防科工局還將通過加快國家民用空間基礎設施規劃的實施,特別是加快高軌20米SAR衛星、L移動多媒體廣播衛星等相關工程的推進,進一步提升我國天基信息防震減災服務能力。

提升了我國在地球物理場研究領域的國際影響力

「張衡一號」衛星上安裝有義大利提供的高能粒子探測器和奧地利提供的絕對磁場校準裝置,其中,義大利載荷與中方研製的高能粒子探測器互為補充,聯合完成空間高能粒子的探測;奧地利載荷為中方研製載荷的矢量磁場探測數據提供標量的校準。

為此,早在2011年11月,中國國家航天局與義大利航天局簽署了《中國國家航天局和義大利航天局關於和平利用外空的協議》,明確了電磁監測試驗衛星的合作事項。2013年9月,中國國家航天局與義大利航天局簽署《中國國家航天局與義大利空間局關於中國電磁監測試驗衛星合作的諒解備忘錄》。中意雙方多次召開雙邊工作組會議,明確後續載荷研製與數據處理工作的合作內容與計劃、衛星數據國際合作政策。

據介紹,為充分發揮衛星數據應用效能,遵循公開共享的原則,中國國家航天局會同中國地震局已制定電磁監測試驗衛星的數據國際合作政策。同時,中國國家航天局已牽頭組建電磁監測試驗衛星計劃國際科學委員會,國際科學委員會各成員國的科學工作者都可按規定,研究和使用該衛星的數據,共同加強人類對地球和宇宙的認識,造福世界各國人民。這對提升我國的國際影響力具有積極重要的意義!

古有張衡開先河,今有」張衡「續新章!

十年磨一劍,為中華航天科技人點贊!


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