張衡一號發(fā)射狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖

2月2日，我國首顆電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。該衛(wèi)星的發(fā)射標志著我國地震監(jiān)測和地球物理探測領(lǐng)域的探索正式邁入太空。

首次從天上“看”地震

“張衡一號”是我國首顆觀測地震電磁信息的衛(wèi)星，也是我國構(gòu)建天空地一體化地震立體監(jiān)測體系的重要里程碑。

國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅介紹，它主要用于地球物理場探測和研究，通過監(jiān)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(xiàn)象，為地震機理研究、空間環(huán)境監(jiān)測和地球系統(tǒng)科學研究提供新的技術(shù)手段，為研究地震電磁電離層信息特征及機理提供新的途徑。

同時，該衛(wèi)星探測數(shù)據(jù)還可以為空間物理和地球物理研究提供重要數(shù)據(jù)支持。

“應當指出，目前利用電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星尚不能直接預測預報地震，主要是用于地震電磁電離層前兆信息研究，為未來建立地震監(jiān)測體系進行前期技術(shù)儲備，但是我們探索地震孕育機理的腳步不會停止。”趙堅說。

探索地震預測新方法

地球的周圍有著一層薄薄的“殼”——空間等離子體環(huán)境，等離子體態(tài)的物質(zhì)的性質(zhì)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(huán)境里傳播。

近些年，科學家們發(fā)現(xiàn)地震也會對空間等離子體環(huán)境的電磁場產(chǎn)生影響，這種影響甚至會在地震前就已經(jīng)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(guān)聯(lián)規(guī)律，來探索地震預測新方法。

“張衡一號”衛(wèi)星正是在這樣的背景下誕生的，用我國古代探索地震的偉大科學家張衡的名字來命名，表達了我國科學家用空間技術(shù)手段來研究地震的努力。

趙堅告訴記者，“國外利用衛(wèi)星進行震前空間電磁異常現(xiàn)象的研究已經(jīng)有多年歷史。”衛(wèi)星具有覆蓋范圍廣、電磁環(huán)境好、動態(tài)信息強、無地域限制等優(yōu)勢，使用衛(wèi)星進行地球電磁環(huán)境的研究能夠從更大的尺度上提高對地震孕育發(fā)生規(guī)律的研究和認識，彌補常規(guī)地面地震監(jiān)測手段的不足。

“我國境內(nèi)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(jīng)濟社會發(fā)展與和諧社會建設(shè)產(chǎn)生不容輕視的影響。”趙堅表示，構(gòu)建空間電磁監(jiān)測體系，對研究地震機理與空間電磁擾動的耦合關(guān)系、探索地震預測新方法有著重要意義，因此也一直受到國家的重視。

“這顆星經(jīng)歷了十年艱苦攻關(guān)、五年工程研制，現(xiàn)在終于要揭開神秘的面紗了。”趙堅說。

推動我國地震監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展

“張衡一號”衛(wèi)星由中國航天科技集團五院抓總研制。衛(wèi)星采用五院航天東方紅衛(wèi)星有限公司CAST2000小衛(wèi)星平臺，發(fā)射質(zhì)量約730千克，外形為立方體構(gòu)型，由平臺艙、載荷艙、太陽翼等構(gòu)成，運行于約500千米高度的太陽同步軌道，同一地點的重訪周期為5天。

“張衡一號”攜帶的有效載荷分為3大類8種，分別為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(wèi)星創(chuàng)造了我國衛(wèi)星研制領(lǐng)域的多項首次，總體技術(shù)指標達到國際先進水平，部分技術(shù)指標達到國際領(lǐng)先水平。

‘張衡一號’開辟了我國地震監(jiān)測研究的新途徑。”趙堅介紹，張衡一號發(fā)射后，我國將首次基于天基電磁觀測平臺獲取全球電磁信息，填補我國從空間電磁環(huán)境方面開展地震學、地球物理學等相關(guān)研究領(lǐng)域的空白。據(jù)了解，“張衡一號”升空后，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(jiān)測，通過大量的數(shù)據(jù)積累和震例分析，發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計規(guī)律，推動我國地震監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。

同時，張衡一號作為我國立體地震觀測體系第一個天基平臺，同時也是國家地球物理場探測衛(wèi)星計劃首發(fā)星，將大幅提升空間電磁場和電離層監(jiān)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(guān)領(lǐng)域提供空間電磁環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)應用服務。

“張衡一號”設(shè)計壽命為5年。后續(xù)，還將有更多的衛(wèi)星加入空間電磁監(jiān)測的隊伍。據(jù)了解，目前，國防科工局正在會同中國地震局、發(fā)改委、財政部加快推動電磁監(jiān)測衛(wèi)星02星的論證工作，在01星的基礎(chǔ)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(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的實施，特別是加快高軌20米SAR衛(wèi)星、L移動多媒體廣播衛(wèi)星等相關(guān)工程的推進，進一步提升我國天基信息防震減災服務能力。