2日,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空。
中国首颗电磁监测试验卫星——“张衡一号”于北京时间2日15时51分在酒泉发射。“张衡一号”主要用于监测地震发生时的电磁现象,它使中国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。
卫星监测1年相当于地上20年
中国长征二号丁运载火箭2日在酒泉卫星发射中心成功发射,将包括电磁监测试验卫星“张衡一号”在内的7颗卫星送入太空。
综合中新社、香港《大公报》报道,“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
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中国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730千克左右,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500千米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。
为什么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,外国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”是中国首次实现利用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。
“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净度提出了极高要求。
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制团队对自主研发的CAST2000卫星平台进行了改进,让“张衡一号”的整星磁洁净度达到了0.33纳特斯拉,成为了中国第一代磁洁净卫星平台。
卫星能否直接预测地震?
作为中国地球物理场探测卫星计划的首发星,“张衡一号”能直接预报地震吗?“目前利用电磁监测试验卫星尚不能直接预测预报地震。”中国国家国防科技工业局系统工程司副司长赵坚明确回答。
电磁监测试验卫星工程首席科学家、副总设计师申旭辉也指出,从统计意义来看,人们还没有在实质上利用空间信息预报地震,但这并不意味着发射“张衡一号”在做无用功。首先,卫星将监测全球空间电磁场、电离层等离子体、高能粒子沉降等物理现象,用于地震相关空间信息探索研究。一旦发生强烈地震,地球内部电磁信息出现异常。通过卫星电磁监测的方法发现地壳异动,将有助于探索地震预测新方法。专家估算,“张衡一号”在轨期间,全球将发生80至100次7级地震及近千次6级地震。卫星工作5年所获取的统计样本个数等同于在地面观测20至30年所得。
其次,卫星填补了地震监测的“空白”区。当前受自然条件所限,无法架设地面观测台站,中国约有200万平方千米的国土和300万平方千米的海域处于监测“盲区”。如今这只“天眼”可观测地球南北纬65度以内的区域,重点观测区域覆盖中国陆地全境和陆地周边约1000千米区域。第三,卫星探测数据还能为空间物理和地球物理研究提供重要数据支持,为航空航天、导航通信等相关领域提供空间电磁环境监测数据应用服务。