公元134年,张衡发明的地动仪预测到了甘肃天水一带的地震。2015年2月2日,我国在甘肃省酒泉卫星发射中心成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空,打造地震立体观测天基平台,为未来建立地震监测体系进行技术储备。
地震对于人类来说具有毁灭性的灾难,如何通过预测来减少损失一直都是人类研究的重要问题。上世纪70年代末期,我国就陆续利用光学遥感影像解译线性构造,利用GPS监测地壳形变,利用红外遥感信息监测地震前兆温度变化。上世纪90年代中期,干涉雷达技术逐渐发展,干涉雷达技术应用于地震形变研究,开创了地震监测新理论与新技术。
经过研究经验的积累和统计结果的证明,6、7级地震发生前电磁电离层的确会发生变化。地震前岩石在地应力作用下的摩擦产生电磁辐射,切割磁力线导致地球磁场扭曲。为此,我国于2003年启动了“张衡一号”卫星规划论证。
搭载3类8种有效载荷
其中,电磁场有效载荷包括高精度磁强计、电场探测仪等,可以感知局部地磁变化,为地震前兆、电离层空间科学等领域的研究提供可靠的数据。
电离层原位参数测量有效载荷包括等离子体分析仪、朗缪尔探针等,不仅能探测磁暴等空间极端现象对电离层等离子体的影响,也能捕捉地壳活动引起的电离层等离子体扰动。
电离层结构层析成像载荷包括GNSS掩星接收机等。高能粒子探测器拥有优异的方向测量和粒子鉴别能力,探测能段覆盖辐射带高能带电粒子的主要能区,能测量高能粒子的能量、入射方向和轨迹,并能鉴别粒子的种类,从而绘制全球高能粒子分布图,监测地震带地区磁场动态演化规律和地震期间的变化特征。
新型磁洁净卫星平台建设
为开展行星及行星际磁场测量,卫星基于航天东方红有限公司自主研发的CAST2000平台进行设计,开发了磁洁净度达到0.33纳特的磁洁净卫星平台,弥补了我国天基科学探测发展的短板。
先进的空间展开系统
空间展开系统是航天器发射任务关键的环节,它负责将传感器安全、、准确、可靠地送入太空指定位置。空间展开系统由6个一维弹性伸杆机构组成,它的前端固定有摄影机、天平动阻尼器等各种探测器。筒式伸杆机构收拢时只有手掌大小,展开后长度达到约5米,收纳比39,达到国际领先水平,创造了国内小卫星伸展载荷新纪录。
在科学家看来,利用电磁监测试验卫星尚不能直接预测预报地震,地震预报仍是世界难题。但是科学家能通过卫星获取的数据开展地震前兆信息研究,为未来建立地震监测体系进行前期技术储备。
(资料来源:中国科学网、科技日报、中科院网站)
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