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张衡看了也会说好!以后地震可以天上“看”了

来源: 央广新闻   作者:记者:张棉棉、潘毅  2018-02-03 17:24:33

  昨天(2号)下午15点51分,我国首颗观测与地震活动相关电磁信息的卫星——“张衡一号”乘坐着“长征二号丁运载火箭”在酒泉卫星发射中心直插云霄、奔赴太空,顺利进入预定轨道。此次任务还搭载发射了“少年星一号”、等六颗国内外的微小卫星。

  新华社发(汪江波摄)

  “张衡一号”的成功发射使我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。它创造了我国卫星研制领域的多项首次,总体技术指标达到国际先进水平,部分技术指标领先国际先进水平。

  以后,真的可以在天上“看到”地震吗?

  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的先河。

  一千多年前后的今天,我国首颗电磁监测试验卫星进入太空,为了纪念张衡,卫星被命名为“张衡一号”。

  “9、8、7、6、5、4、3、2、1,点火!起飞!”

  昨天下午15点51分,“张衡一号”由长征二号丁运载火箭托举着在酒泉卫星发射中心拔地而起,在蔚蓝色的天空中划过一道火箭长长的尾焰后,卫星很快顺利进入预定轨道。酒泉卫星发射中心主任张志芬宣布:

  “电磁监测试验卫星任务发射圆满成功!”

  张衡一号设计寿命五年,由平台服务舱和有效载荷舱组成,总重量约730公斤,外形为一个长、宽、高都大约是1.4米的立方体,单太阳翼,装载有6根伸展长度4米多的卷筒式伸杆机构,收拢时只有手掌大小,展开后长度均达到约5米,达到国际先进水平。

  中国航天科技集团五院航天东方红卫星有限公司总监周峰介绍,卫星上搭载的有效载荷共3大类8种,其中,探测电磁场的高精度磁强计、感应式磁力仪载荷填补了我国在近地磁场精确探测领域的空白,与国际上先进的执行地球磁场探测任务的德国卫星和欧空局卫星相比,载荷技术指标相当,达到国际先进水平。

  《张衡一号》地震电磁监测卫星(来源:科普中国)

  国防科工局系统工程司副司长赵坚表示,这颗卫星是我国全新研制的国家民用航天科研试验卫星,也是我国地球物理场探测卫星计划的首发星。

  地球电磁场部分源于地球内部,也与太阳和电离层的变化等有关。正是有了地球电磁场,我们才能通过指南针辨别方向。中国地震局局长郑国光进一步解释说,地球的板块、断层移动引发地震,同时也会在地震前后带来包括地球电磁场变化等很多信息,这就是地球物理参数。张衡一号就是要对这些地球物理参数进行研究。

  郑国光:“地球物理参数多了,电磁场、地磁场、形变、专业化地下流体等,这些东西要通过科学研究搞清楚,这些信息和地震孕育有什么关系。”

  不过,电磁场的变化只是地球物理场的一个基本的物理参数,并不代表全部的电磁场在地震之前一定会发生变化。

  中国航天科技集团电磁监测试验卫星系统总设计师袁仕耿说:“我们现在是选取了地震效应释放过程中,比较显著的在电离层上可以观测到的电离层的变化,所以我们这颗卫星本身不是直接来观看地震发生的过程。”

  每一个物体都有自己的磁性、磁场和引力,卫星也不例外。运行在500公里高度的太阳同步轨道上,还要兼顾近地轨道强大的地球磁场,此时要想精确探测地球磁场的细微变化,对卫星的电磁洁净度就提出了非常高的要求。也就是说,要让卫星自己的磁性对磁场测量影响减小到最小。目前,张衡一号的磁洁净度达到0.33纳特,达到国际先进水平。中国航天科技集团张衡一号卫星高精度磁强计主任设计师周斌举例证明,这就像在一个强背景下,测一个非常弱的变化:

  周斌:“有点类似于一个大象上面爬上一只蚂蚁,那么我们把蚂蚁分辨出来,就是要达到这个程度,最关键的并不是光把蚂蚁分出来,分辨蚂蚁的同时我还要把大象称出来,描述的误差也不能超过这个蚂蚁的大小。对载荷来说的话,我总结一下就是要求有三点,第一个灵敏,第二个稳定,第三个准确。”

  这颗卫星,形成了我国首个天基地震电磁综合观测平台,不同于只能观测有限范围的地基平台,它将分析全球7级、中国6级以上地震电磁电离层信息特征。卫星工程首席科学家、副总师申旭辉解释说,至少6级是考虑了三方面因素:

  申旭辉:“首先,6级以下的地震一般来说不会造成明显的破坏;第二,如果把所有的地震监测起来,需要大量的人力、计算系统的投入,成本太大。第三,科学上来看,5级以下的地震能量有限,所以不足以有大量显著性的信息到电离子层里面去。”

  这样的电磁信息如何能够保证能准确监测到?申旭辉回答,卫星在轨期间将每5天实现对地球上同一地点的重访,观测区域可覆盖地球南北纬65°内的区域,重点观测区域覆盖我国陆地全境和陆地周边约1000公里区域以及全球两个主要地震带,这就从时间和空间上保证了信息、数据的获取:

  申旭辉:“我的运行团队理论上是24小时不间断工作的,有数据马上处理。另外地震前,假如我这十天间有了信号,卫星(传输)过去,那么至少十天内可以有两次信息。”

  除了在这方面发挥作用,张衡一号还可以为开展空间天气预警及通信导航环境研究提供重要的基础数据。中国地震局局长郑国光说,卫星的发射和投入使用,将使我国首次具备全疆域和全球三维地球物理场动态监测的技术能力,使我国成为世界上拥有在轨运行多载荷、高精度地球物理场探测卫星的少数国家之一。后续卫星计划于2020年发射。

  郑国光:“未来还有重力卫星,测地球重力,地下规律、运动规律、地球运动规律和地震运行发展规律也是一个重要的参数。随着张衡一号、张衡二号、张衡三号往下推进,我们监测的基本地球物理参数可能会再增加,监测的精度、能力也会提高。总的来说,对地球内部运动、对地震运行发展规律的认识,将会有比较大的提高。”

  央广新闻制图

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  来源:中国之声新闻纵横

  记者:张棉棉、潘毅

原标题:张衡看了也会说好!以后地震可以天上“看”了

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编辑:金勇

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