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天上“看”地震!中国首颗电磁监测试验卫星“张衡一号”升空

日期: 2019-11-22 11:11 浏览次数 : 200

地球周围有着一层薄薄的“壳”——空间等离子体环境。从某种程度上说,等离子体态物质就像水,当受到地壳运动、人类活动等影响时,电磁波会如同涟漪般,在等离子体环境里传播。

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摘要: 中国首颗电磁监测试验卫星──“张衡一号”于2月2日15时51分在酒泉发射。这颗卫星是中国地震立体观测体系第一个天基综合平台,卫星观测区域可覆盖地球南北纬65°内的区域,重点观测区域覆盖中国陆地全境及包括“一带一路”在内的全球两个主要地震带,将收集全 ...图:2月2日,中国在酒泉卫星发射中心成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空,进入预定轨道中新社  中国首颗电磁监测试验卫星──“张衡一号”于2月2日15时51分在酒泉发射。这颗卫星是中国地震立体观测体系第一个天基综合平台,卫星观测区域可覆盖地球南北纬65°内的区域,重点观测区域覆盖中国陆地全境及包括“一带一路”在内的全球两个主要地震带,将收集全球7级以上、中国6级以上地震电磁信息分析研究。此外,卫星搭载的意大利高能粒子探测器,将与中方高能粒子探测器互为补充联合探测。当天,国家主席习近平同意大利总统马塔雷拉互致贺电,祝贺卫星发射成功,并表示将进一步加强两国各领域合作。  “张衡一号”以中国古代科学家“张衡”名字命名。公元132年,张衡发明了世界上最早的地动仪,开创了世界地震勘测研究先河。  国防科工局系统工程司副司长赵坚介绍,“张衡一号”卫星总重量约730kg左右,外形为约1.4米边长的立方体,设计寿命为5年,将运行于高度500km左右的太阳同步轨道。由平台舱、载荷舱、太阳翼等构成,装载高精度磁强计、感应式磁力仪、电场探测仪等8类科学探测有效载荷,可实现在低地球轨道对空间电磁场、电离层等离子体、高能粒子的监测。  可年监测150次6级地震  为什麽要发射卫星通过天基平台进行监测?中国地震地面监测网只能获取非常有限的相关电磁信息。而卫星监测覆盖范围广,电磁环境好,动态信息强,且无地域限制。  “ “张衡一号”弥补了常规地面地震监测手段的不足,开启了中国全疆域和全球三维地球物理场动态监测新时代。有了它,每年可以收集到全球10多次7级以上地震和150次左右6级地震信息。卫星监测1年的信息量,地面监测需要20多年,能够帮助科学家提高对地震孕育发生规律的认识。” 电磁监测试验卫星工程首席科学家申旭辉说。  统计结果表明,空间电磁扰动与地震发生具有明显的相关性,国外利用卫星进行地震前空间电磁异常现象的研究已经有多年的历史。  赵坚指出,“张衡一号”是国内首次实现利用GPS三频率信标进行空间电离层探测,填补了中国在星载无线电信标探测电离层领域的空白。  将进行6个月在轨测试  “张衡一号”运行在500公里高度的太阳同步轨道,在近地轨道地球磁场很强大的情况下,要精确探测电离层的微弱变化,需要卫星“隐身”在电离层里。这对卫星本体的电磁洁淨度提出了极高要求。  根据工程要求,卫星本体磁性对磁场测量影响不确定性要控制在0.5纳特斯拉以内,这相当于地球表面磁场强度的10万分之一。航天科技集团五院东方红卫星公司研製团队对自主研发的CAST2000卫星平台进行了改进,让“张衡一号”的整星磁洁淨度达到了0.33纳特斯拉。  此前在轨运行的高磁洁淨度卫星全部由国外研制。“张衡一号”不仅拥有了独一无二的高磁洁淨度特性,也成为了中国第一代磁洁淨卫星平台,弥补了天基科学探测领域发展的一大短板,对后续空间电磁场探测任务的发展具有重要意义。  据申旭辉介绍,“张衡一号”将进行6个月左右的在轨测试,通过星地比测和国际联测,检验和评价卫星数据质量。

近些年,科学家发现地震也会对空间等离子体环境中的电磁场产生影响,有些影响甚至可能出现在地震发生前。因此,科学家希望通过研究空间等离子体变化与地震活动的关联规律,探索如何攻克“地震预报”这一千年难题。我国首颗观测与地震活动相关电磁信息的卫星“张衡一号”应运诞生。

在汶川地震十周年之际,我国加快地震研究的最新进展备受关注。汶川地震十周年国际研讨会暨第四届大陆地震国际研讨会将于5月12日至14日在成都举行,届时将展示发布我国首颗电磁监测试验卫星——“张衡一号”的初步研究成果和数据共享方案,服务“一带一路”建设,扩大中国在防灾减灾领域的国际影响力。

2月2日15时51分,“张衡一号”发射升空。国防科工局系统工程司副司长赵坚介绍,该卫星并不能直接预测预报地震,而主要用于地震前兆信息研究,为未来建立地震监测体系进行前期技术储备。

近日,“张衡一号”卫星工程首席科学家兼副总设计师、中国地震局地壳应力研究所总工程师申旭辉来到母校河北地质大学举办讲座,“跳出地球清晰看地震”成为他和师生们交流最多的话题。

作为我国首个天基地震电磁综合观测平台,“张衡一号”开辟了我国地震监测研究的新视角,是我国构建天空地一体化地震立体监测体系的重要里程碑。同时它也集合了多项航天技术创新成果。

“张衡一号”发射状态示意图。图片由中国地震局地壳应力研究所提供

“上帝视角”:填补国内地震监测空白

实现全疆域地震实时观测

受自然环境条件限制,目前我国以青藏高原为主的近200万平方公里陆地面积缺乏地震前兆监测能力,在国境线和约300万平方公里的海域,地震监测能力也几乎为零。“张衡一号”的发射入轨,将迅速填补上述空白。

“‘张衡一号’的发射入轨,实现了对我国全疆域地震实时观测”。申旭辉一语中的。