公元134年,張衡發(fā)明的地動(dòng)儀預(yù)測(cè)到了甘肅天水一帶的地震。2015年2月2日,我國在甘肅省酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功將電磁監(jiān)測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星“張衡一號(hào)”發(fā)射升空,打造地震立體觀測(cè)天基平臺(tái),為未來建立地震監(jiān)測(cè)體系進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備。
地震對(duì)于人類來說具有毀滅性的災(zāi)難,如何通過預(yù)測(cè)來減少損失一直都是人類研究的重要問題。上世紀(jì)70年代末期,我國就陸續(xù)利用光學(xué)遙感影像解譯線性構(gòu)造,利用GPS監(jiān)測(cè)地殼形變,利用紅外遙感信息監(jiān)測(cè)地震前兆溫度變化。上世紀(jì)90年代中期,干涉雷達(dá)技術(shù)逐漸發(fā)展,干涉雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于地震形變研究,開創(chuàng)了地震監(jiān)測(cè)新理論與新技術(shù)。
經(jīng)過研究經(jīng)驗(yàn)的積累和統(tǒng)計(jì)結(jié)果的證明,6、7級(jí)地震發(fā)生前電磁電離層的確會(huì)發(fā)生變化。地震前巖石在地應(yīng)力作用下的摩擦產(chǎn)生電磁輻射,切割磁力線導(dǎo)致地球磁場(chǎng)扭曲。為此,我國于2003年啟動(dòng)了“張衡一號(hào)”衛(wèi)星規(guī)劃論證。
搭載3類8種有效載荷
其中,電磁場(chǎng)有效載荷包括高精度磁強(qiáng)計(jì)、電場(chǎng)探測(cè)儀等,可以感知局部地磁變化,為地震前兆、電離層空間科學(xué)等領(lǐng)域的研究提供可靠的數(shù)據(jù)。
電離層原位參數(shù)測(cè)量有效載荷包括等離子體分析儀、朗繆爾探針等,不僅能探測(cè)磁暴等空間極端現(xiàn)象對(duì)電離層等離子體的影響,也能精確捕捉地殼活動(dòng)引起的電離層等離子體擾動(dòng)。
電離層結(jié)構(gòu)層析成像載荷包括GNSS掩星接收機(jī)等。高能粒子探測(cè)器擁有優(yōu)異的方向測(cè)量和粒子鑒別能力,探測(cè)能段覆蓋輻射帶高能帶電粒子的主要能區(qū),能測(cè)量高能粒子的能量、入射方向和軌跡,并能鑒別粒子的種類,從而繪制全球高能粒子分布圖,監(jiān)測(cè)地震帶地區(qū)磁場(chǎng)動(dòng)態(tài)演化規(guī)律和地震期間的變化特征。
新型磁潔凈衛(wèi)星平臺(tái)建設(shè)
為開展行星及行星際磁場(chǎng)測(cè)量,衛(wèi)星基于航天東方紅有限公司自主研發(fā)的CAST2000平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì),首次開發(fā)了磁潔凈度達(dá)到0.33納特的磁潔凈衛(wèi)星平臺(tái),彌補(bǔ)了我國天基科學(xué)探測(cè)發(fā)展的短板。
先進(jìn)的空間展開系統(tǒng)
空間展開系統(tǒng)是航天器發(fā)射任務(wù)最關(guān)鍵的環(huán)節(jié),它負(fù)責(zé)將傳感器安全、高效、準(zhǔn)確、可靠地送入太空指定位置。空間展開系統(tǒng)由6個(gè)一維彈性伸桿機(jī)構(gòu)組成,它的前端固定有攝影機(jī)、天平動(dòng)阻尼器等各種探測(cè)器。筒式伸桿機(jī)構(gòu)收攏時(shí)只有手掌大小,展開后長度達(dá)到約5米,收納比39,達(dá)到國際領(lǐng)先水平,創(chuàng)造了國內(nèi)小衛(wèi)星伸展載荷新紀(jì)錄。
在科學(xué)家看來,利用電磁監(jiān)測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星尚不能直接預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)地震,地震預(yù)報(bào)仍是世界難題。但是科學(xué)家能通過衛(wèi)星獲取的數(shù)據(jù)開展地震前兆信息研究,為未來建立地震監(jiān)測(cè)體系進(jìn)行前期技術(shù)儲(chǔ)備。
(資料來源:中國科學(xué)網(wǎng)、科技日?qǐng)?bào)、中科院網(wǎng)站)