歷經(jīng)近十年艱苦攻關(guān)、五年工程研制,我國(guó)首顆電磁監(jiān)測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星2月2日終于揭開(kāi)神秘的面紗。作為我國(guó)地震立體觀測(cè)體系第一個(gè)天基平臺(tái),它為何取名“張衡一號(hào)”,如何實(shí)現(xiàn)太空監(jiān)測(cè),在地震觀測(cè)預(yù)報(bào)中又將發(fā)揮怎樣的作用?
定名“張衡”有淵源
填補(bǔ)我國(guó)地震監(jiān)測(cè)空白小小衛(wèi)星跨越“三座大山”
公元132年,我國(guó)東漢時(shí)期著名天文學(xué)家張衡發(fā)明候風(fēng)地動(dòng)儀,可測(cè)知地震震中的大概方位,引起舉國(guó)震動(dòng)。候風(fēng)地動(dòng)儀被認(rèn)為是世界上最早的地動(dòng)儀,先于西方國(guó)家用儀器記錄地震的歷史約1800年,開(kāi)創(chuàng)了世界地震勘測(cè)研究的先河。
“這正是我們將衛(wèi)星定名為‘張衡一號(hào)’的淵源。”國(guó)防科工局系統(tǒng)工程司副司長(zhǎng)趙堅(jiān)說(shuō),取名“張衡一號(hào)”一是為紀(jì)念中國(guó)古代科技代表人物張衡杰出的科技貢獻(xiàn);二是體現(xiàn)了衛(wèi)星工程地震監(jiān)測(cè)的主要特點(diǎn),具有科技、歷史、文化意義,易于傳播;三是為了更好普及地球物理場(chǎng)及地震有關(guān)知識(shí),弘揚(yáng)科學(xué)精神,培育社會(huì)公眾尤其是青少年崇尚科學(xué)、熱愛(ài)航天的良好風(fēng)氣。
其實(shí),這不是張衡第一次被“冠名”。據(jù)北京理工大學(xué)副教授李赫亞介紹,1970年聯(lián)合國(guó)天文組織將月球背面的一個(gè)環(huán)形山命名為“張衡環(huán)形山”;1977年將太陽(yáng)系中的1802號(hào)小行星命名為“張衡星”。2003年國(guó)際小行星中心為紀(jì)念張衡及其誕生地河南南陽(yáng),將小行星9092命名為“南陽(yáng)星”。
“本次衛(wèi)星以‘張衡’為名,除了紀(jì)念張衡本人在地震觀測(cè)方面的杰出貢獻(xiàn),也是為了傳承以張衡為代表的中國(guó)古代科學(xué)家群體的精神內(nèi)質(zhì)�！崩詈諄喺f(shuō)。
填補(bǔ)我國(guó)地震監(jiān)測(cè)空白
眾所周知,地震監(jiān)測(cè)是世界性的難題。那么,太空中的“張衡一號(hào)”如何開(kāi)展地震監(jiān)測(cè)呢?
“張衡一號(hào)”衛(wèi)星工程首席科學(xué)家、中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所總工申旭輝介紹,我國(guó)境內(nèi)地震分布廣、強(qiáng)度大、震源淺,是世界上大陸地震活動(dòng)最強(qiáng)烈、災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。然而,長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)地震監(jiān)測(cè)主要依靠陸地上的監(jiān)測(cè)臺(tái)站設(shè)備,地面觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)在青藏高原和海域地區(qū)觀測(cè)不足,制約了我國(guó)地震監(jiān)測(cè)研究的水平。
科學(xué)研究表明,一旦發(fā)生地震,地球內(nèi)部的電磁信息就會(huì)發(fā)生異常,因此,構(gòu)建空間電磁監(jiān)測(cè)體系對(duì)研究地震機(jī)理與空間電磁擾動(dòng)的耦合關(guān)系、探索地震監(jiān)測(cè)新方法有著重要意義。衛(wèi)星具有覆蓋范圍廣、電磁環(huán)境好、動(dòng)態(tài)信息強(qiáng)、無(wú)地域限制等優(yōu)勢(shì),使用衛(wèi)星進(jìn)行地球電磁環(huán)境的研究,能夠從更大的尺度上提高對(duì)地震孕育發(fā)生規(guī)律的認(rèn)識(shí),彌補(bǔ)常規(guī)地面地震監(jiān)測(cè)手段的不足。因此,國(guó)外利用衛(wèi)星進(jìn)行地震前空間電磁異�，F(xiàn)象的研究已有多年歷史,俄羅斯、法國(guó)、美國(guó)等國(guó)家曾發(fā)射過(guò)同類衛(wèi)星。
申旭輝告訴記者,“張衡一號(hào)”衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用中心依托中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所建設(shè)和運(yùn)行。通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備,“張衡一號(hào)”可將全球電磁場(chǎng)、電離層等離子體、高能粒子觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回地面,為研究人員的科學(xué)研究提供連續(xù)穩(wěn)定的大數(shù)據(jù)支持。
“‘張衡一號(hào)’填補(bǔ)了我國(guó)在全球地磁場(chǎng)電離層信息獲取能力上的空白,提升中國(guó)全境電磁場(chǎng)和電離層監(jiān)測(cè)能力,還彌補(bǔ)了地面觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)在青藏高原和海域地區(qū)觀測(cè)的不足,可幫助我們獲取全球震例,大幅增加震例檢驗(yàn)機(jī)會(huì)�！鄙晷褫x說(shuō)。
小小衛(wèi)星跨越“三座大山”
關(guān)于地震研究,很多人最感興趣的是地震是否能有效預(yù)測(cè)。有了天基平臺(tái)“張衡一號(hào)”,我國(guó)的地震監(jiān)測(cè)水平將又上一個(gè)新臺(tái)階,這一點(diǎn)毋庸置疑�！暗壳袄秒姶疟O(jiān)測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星尚不能直接預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)地震,主要是用于地震電磁電離層前兆信息研究,為未來(lái)建立地震監(jiān)測(cè)體系進(jìn)行前期技術(shù)儲(chǔ)備。但我們探索地震孕育機(jī)理的腳步不會(huì)停止。”趙堅(jiān)向記者強(qiáng)調(diào)。
申旭輝則表示,當(dāng)前,擺在地震科學(xué)家面前的有“三座大山”。第一座“大山”是我國(guó)地震數(shù)據(jù)積累太少,不足以幫助科學(xué)家形成完整的科學(xué)體系和方法體系�！熬窒抻趪�(guó)內(nèi)的樣本數(shù),連有效的統(tǒng)計(jì)分析都不夠。”第二座“大山”是地震科學(xué)研究的方法和手段受到很多制約。地震發(fā)生在地下,科學(xué)家們很難去地下看到底是怎么回事,而地面的探測(cè)站點(diǎn)畢竟分散,很難把全球的地球物理場(chǎng)搞清楚。第三座“大山”則是地震研究的基本理論本身起源于早期的牛頓物理學(xué),而如今物理學(xué)發(fā)展很快,基礎(chǔ)理論學(xué)科相互交叉滲透,地震研究迫切需要吸收其他相關(guān)學(xué)科的理論。
“跨越這‘三座大山’,就要上天入地。如今衛(wèi)星上天,幫助監(jiān)測(cè)和積累數(shù)據(jù),是一種探索和嘗試,但是對(duì)于地震研究而言,指望一兩顆星遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠�！鄙晷褫x透露,“張衡一號(hào)”是我國(guó)地球物理場(chǎng)探測(cè)衛(wèi)星計(jì)劃的首發(fā)星,未來(lái)將以該衛(wèi)星為基礎(chǔ),繼續(xù)推進(jìn)綜合空間信息應(yīng)用研究,加快推進(jìn)張衡一號(hào)02衛(wèi)星研制研發(fā)進(jìn)程和后續(xù)地球物理場(chǎng)探測(cè)衛(wèi)星規(guī)劃論證,全面提高我國(guó)全球地球物理場(chǎng)信息獲取能力。
(記者 楊舒 陳海波)
