“张衡一号”成功发射 我国首个天基地震电磁综合观测平台形成
发布时间:2026-02-13
  央广网酒泉2月2日消息(记者张棉棉 实习记者张青)据中国之声《新闻晚高峰》报道,今天(2日)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

  央广网酒泉2月2日消息(记者张棉棉 实习记者张青)据中国之声《新闻晚高峰》报道,今天(2日)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。

  “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。它的独门绝技究竟如何?发射成功运行对我国地震观测研究又将发挥哪些重要作用?

  “它有八个方位,每个方位上均有一条口含铜珠的龙,在每条龙的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生,该方向龙口所含铜珠即落人蟾蜍口中,由此便可测出发生地震的方向。”这是《后汉书·张衡传》中关于“地动仪”的描述。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”。国防科工局系统工程司副司长赵坚介绍,这颗卫星是我国全新研制的国家民用航天科研试验卫星,是我国地球物理场探测卫星计划的首发星,是我国首颗观测与地震活动相关电磁信息的卫星,其用途是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,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。

  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,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,从而为科学家开展地震机理研究提供数据参考依据,为未来建立地震监测体系进行前期技术储备,“地球物理参数就是地球电磁场形变、专业化地下流体、地下水以及引起的动物反应等,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表示:“我们现在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,所以这颗卫星本身不是直接来观看地震发生的过程。”

  卫星设计寿命五年,由平台服务舱和有效载荷舱组成,总重量约730Kg,外形为一个长、宽、高都大约是1.4m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,收纳比为39,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,有效载荷包括探测电磁场的高精度磁强计、感应式磁力仪和电场探测仪等3大类8种,同时,还安装有意大利提供的高能粒子探测器和奥地利提供的绝对磁场校准装置。其中意大利载荷与中方研制的高能粒子探测器互为补充,联合完成空间高能粒子的探测;奥地利载荷为中方研制载荷的矢量磁场探测数据提供标量的校准。

  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500Km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。换言之,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,这类似于在一个强背景下测一个非常弱的变化,如同一头大象上面爬上一只蚂蚁,需要把蚂蚁分辨出来,这就是要达到的程度;而且,最关键的并不单单是把蚂蚁分出来,同时还要把大象称出来,而且误差不能超过蚂蚁的大小。所以就载荷而言,要求有三点,第一个灵敏,第二个稳定,第三个准确。

  通过这颗卫星,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,至少6级是考虑了三方面因素,第一,6级以下的地震一般来说不会造成明显的破坏;第二,监测所有地震需要大量的人力投入、计算系统投入,成本太大;第三,从科学层面看,5级以下的地震能量有限,不足以有大量显著性的信息到电离子层里去。

  如何保证能准确监测到电磁信息?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1000km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,“整个运行团队理论上是24小时不间断工作,数据一来马上处理。另外,假如十天里有了信号,卫星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透露,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,“后面还有重力卫星,即测地球重力的,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,我们监测的基本地球物理参数可能会再增加,监测的精度、能力也会有提高;因此,对地球内部运动、地震运行发展规律的认识,将会有比较大的提高。”

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