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wwwqy133.vip:中国首次发射这种卫星 为了在关键时刻救你我一命

时间:2018-10-17

  原标题:为了在关键时刻救你我一命,中国第一次发射这类卫星!

  明天下昼,我国在酒泉卫星发射核心用长征二号丁运载火箭胜利将电磁监测实验卫星“张衡一号”发射升空,卫星顺遂进入预约轨道。

  这是我国第一颗观测地动电磁信息的卫星!“”的胜利发射使我国成为全国上多数领有在轨运转高精度地球物理场探测卫星的国度之一。

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  在21世纪的明天,人类文明已走过6000多年历史并迎来第六次科技反动,若是要问还有哪些全国性困难久攻未破,以至仍在限度人类的想象力?地动预测,必定算一个。

  明天,我国第一颗观测地动电磁信息的卫星“张衡一号”胜利发射。公元132年,咱们的先人张衡发清楚明了人类历史上最先的地动仪,开创全国地动勘测研讨的先河,往常这个以他的名字定名的卫星,飞上了天。1800多年过去了,咱们研讨的仍是这个问题:地动预测。

  是的,这颗卫星仍然不克不及直接预测预告地动。用国防科工局零碎工程司副司长赵坚的话说,“‘张衡一号’次要是用于地动先兆信息研讨,为将来树立地动监测体系举行后期技巧贮备”。

  只管如此,对中国人的地动预测研讨之路,这颗卫星仍是迈出了一大步,无望让我国第一次具备全边境和寰球三维地球物理场静态监测才能。换句话说,中国境内6级以上、寰球次要地域7级以上的地动电磁信息,这颗卫星都有可能“看到”。

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  人类毕竟可否预测地动?


  仰望星空,人类拿起“天文”的尺子来对待本身,难免会产生畏敬之感,同样地,面对大地,人类同样会觉得“渺桑田之一粟”,这不单是由于体积上的伟大差距,更有来自这个庞然大物“发脾气”时的伟大要挟——大地一发抖,带来的就可能是生与死。

  以客岁为例,来自中国地动局的数据显示,2017年我国产生5级以上地动19次,此中大陆地域13次,台湾地域6次,最大地动为8月8日四川九寨沟7.0级地动。这些地动共形成大陆地域37人殒命,1人失踪,617人受伤,直接经济损失145.58亿。

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  2017年8月8日21时19分46秒,四川省北部阿坝州九寨沟县产生7.0级地动,截至2017年8月13日20时,地动形成25人殒命,525人受伤,73671间屋宇差别水平受损。(图片来源于网络)

  照应地,地动认知上的一个个空缺,加剧了这类要挟:大地毕竟为何发抖,地动毕竟可否预测,以及该怎样预告,仍是寰球迷信家面对的伟大应战。

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  “张衡一号”卫星工程首席迷信家兼副总师、中国地动局地壳应力研讨所总工程师申旭辉说,摆在迷信家眼前的地动预告困难有“三座大山”。

  起首是地动事例太少。他说,中国均匀每三年有2个七级地动,寰球每一年则有18个——只管谁也不肯看到地动产生,但这没法防止,那末仅从科研角度来讲,如许几回的数据连无效的统计剖析都不敷,缺乏 不置可否以帮忙迷信家构成完好的地动预测迷信体系和方式体系。

  换言之,地动监测的研讨了局难以检讨。申旭辉说,强烈地动对同一地域可能是几十年、几百年或更长的光阴才能遇到一次,对差别地域,以至差别时期的孕震进程,机理差距很大,以是,“反复理论”举行检讨的机遇很难碰着。

  其次,地动迷信研讨的方式和手腕遭到良多限度。申旭辉说,地动产生在悍然二三十千米处,而现今全国上最深的钻孔惟独12千米,迷信家们很难去地上来“看”毕竟产生了甚么,“既看不见,也摸不着”。

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  照应地,现有的地动“观测”均是直接的,人们只能依托空中的观测材料,对地球内部的情况举行反演和猜度,但申旭辉告知记者,空中的探测站点毕竟疏散,又很难把寰球的地球物理场搞清楚。

  第三是实际的更新绝对较慢。地动是地球上领域伟大的悍然岩体碎裂征象,其孕育进程逾越了几年、几十年,以至更长的光阴,因此,不单很难用经典物理学从本质上加以描绘,也难以在实验室或野外举行模仿。

  申旭辉说,地动研讨的基本实际自身来源于晚期的牛顿物理学,而往常物理学生长很快,基础实际学科彼此交织渗出,地动研讨迫切需求排汇其余相干学科的实际。

  切实,地动毕竟能不克不及预测,迷信界长期以来就有争议。

  20多年前,这个问题还曾在我国掀起过一次大会商。我国地球物理学家、中科院院士陈运泰那时的立场绝对乐观——“地动不成预告如许的论断要慎言”,在他看来,自然迷信问题必有解决的方法,需求寻觅探究新的思绪。

  申旭辉以为,往常“张衡一号”的发射等于一次新的探究和测验考试。正如陈运泰院士所说,“地动预测预告,是全国性困难,但切实不是说在这个困难解决以前,地动工作者就甚么都不克不及做”。

  为何要到天上去“看”地动?

  事实上,在地球的四周,有着一层薄薄的“壳”,是一个“电子”和“离子”的全国,这里的物资性质在某种水平上就像是水同样,当遭到地壳运动、空中人类运动等的影响时,此中的“电磁波”就会像水中的“波纹”同样,在等离子体环境里传布。

  申旭辉告知记者,过去几十年迷信家发觉,他们所监测到的“空间电磁扰动”也等于“电磁波波纹”,与地动的产生具有较着的相干性:统计意义上,地球上六级七级以上地动在产生前即孕育进程中,照应区域的“空间电磁扰动”都有可能产生异样。

  上世纪60岁月,苏联迷信家剖析一颗卫星电磁旌旗灯号时,发觉卫星记载到地动低频电磁辐射先兆征象,称之为“地动电离层效应”。我国在1976年唐山地动时,也经由进程空中雷达零碎发觉了照应的电离层扰动征象。

wwwqy133.vip   1976年7月28日,中国河北省唐山丰南一带产生了强度里氏7.8级地动,地动形成242769人殒命,16.4万人轻伤(1978年11月17日至22日),殒命人数仅次于海原地动。(图片来源于网络)

  申旭辉说,这给人类探究地动产生的机理带来了一丝“可贵的灼烁”。

  “张衡一号”恰是依据这一原理来运转的。申旭辉说,地动简略来讲等于“地壳运动”,这类运动会切割磁力线,也会形成磁力线的扭曲。另一方面,地球岩石的磨擦碎裂,会产生电磁波,这些电磁波往大气层传布,将以致大气层的电磁信息产生转变。

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  事实上,外洋哄骗卫星举行地动前“空间电磁异样”征象的研讨已有多年的历史。赵坚说,此前有俄罗斯、法国、美国、乌克兰等国度已发射过同类卫星,不外均已服役,此中法国的DEMETER卫星延续在轨运转6年半,取得了不小的胜利。

  法国DEMETER卫星企图首席迷信家米歇尔•帕罗特教学说,基于这颗卫星的统计研讨,能够 呐喊反应电离层扰动的惯例状态,并有助于迷信家确定震前的电离层扰动特性。值得一提的是,中法迷信家也联合哄骗这颗卫星的数据揭晓了大批科研论文,此中大局部是针对震前研讨。

  而跳出地球来“看”地动,还能冲破许多地动研讨的限度。比方,补偿空中观测台网在青藏高原和海域地域观测缺乏 不置可否。

  申旭辉说,在空中上,像青藏高原的极寒地域,现有的地动台网切实不克不及齐全笼罩,面积辽阔的海洋也观测不到。照应地,卫星上天之后,就能够 呐喊不受这些自然环境的约束,对全边境及时观测。

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  一两颗卫星就能研讨地动?

  
  依照赵坚的说法,“张衡一号”真正投入运转后,能够 呐喊重点监测中国全境,并能猎取寰球电磁信息的实验卫星及其空中、使用零碎,检讨卫星电磁监测新技巧设施的效能和空间适应性。

  具体来讲,“张衡一号”能够 呐喊生长寰球7级以上、我国6级以上地动电磁信息剖析研讨,总体技巧指标到达国际进步前辈水平,局部技巧指标到达国际抢先水平。

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  不外,申旭辉告知记者,对地动研讨而言,希望一两颗卫星远远不敷。这一点外洋的“先驱者”已给出了理由。

  米歇尔•帕罗特谈及法国的DEMETER卫星时说,只管这颗卫星运转了6年,但作为一颗低轨卫星,卫星经由将来震中上空1500千米领域内的光阴,天天惟独3分钟,以是科研人员不成能期望能观测到“持续的”电离层扰动。

  如此一来,一些电离层扰动极可能“看”不到,这等于繁多卫星与地基观测对比中显示出来的次要缺点。米歇尔•帕罗特说,这也是中国的“张衡”企图要设计多颗卫星的首要之处。

  赵坚说,后续,国防科工局将会同中国地动局,生长电磁监测实验卫星即“张衡”系列卫星的在轨测试及相干使用,晋升民用卫星对地动监测与应急办事才能,进一步晋升天基信息防震减灾办事才能。

  他还透露,“张衡一号”及其后续卫星企图已归入国度民用空间基础设施中长期生长规划,目前“张衡二号”目前已由进程可研评价,预计2020年发射。

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  事实上,能够 呐喊真正对寰球实行观测,统计研讨寰球地动的先兆转变特性,对地动研讨者来讲是件“极为镇静”的事。申旭辉告知记者,可能在他耄耋之年,也未必能见证“地动预测”真正实现的那一天,但这切实不意味着往常的努力就付之丙丁。

  申旭辉说,一代人有一代的义务,往常有了卫星以及照应的星座企图,能够 呐喊堆集更多无效的、原始的数据,不竭探究地动预测新方式——这是他这一代迷信家要做的。

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  “张衡一号”卫星发射胜利,开启地动监测预测新篇章
  文 | 陈会忠 沈萍本文转载自微信公共号“迷信大院”(ID:kexuedayuan),不代表远望智库观点。


  明天,我国首颗地动电磁监测卫星“张衡一号”在酒泉卫星发射核心胜利发射。这是我国自主研发的地动平面观测体系天基观测平台,表白我国已成为独一领有在轨运转的多载荷、高精度地动监测卫星的国度。这是我国继“墨子号”量子迷信卫星之后又一个以我国古代迷信家名字定名的迷信实验卫星。

  张衡是我国古代有名的迷信家,它的首要发明等于候风地动仪,这是全国上最先记载地动的仪器。此次发射的地动电磁卫星“张衡一号”等于为留念这位伟大的迷信家而定名的。

wwwqy133.vip 图1 《张衡一号》地动电磁监测卫星

  电磁监测卫星:研讨地球电磁环境

  地球是一个零碎,它是由空间圈、大气圈、水圈和固体地球(固体地球包孕岩石圈、地幔、外核和内核)各个圈层组成。

  地球迷信的次要任务等于研讨地球零碎各个圈层彼此作用、地球灾变和人类运动对地球的影响。在航天时期,地球各个圈层的彼此作用更进一步被证实,在特大地动产生时电离层有反应已被证实。

  电磁监测卫星是研讨地球电磁环境的首要手腕,在地动监测、预测方面有首要的使用近景。迷信家经由进程研讨发觉,在一些大地动前可观测到较大空间领域的电离层扰动和电磁异样征象。法国2004年发射了专用于地动监测的DEMETER卫星,观测到了较着的震前电磁扰动信息。

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wwwqy133.vip 图2 地动空间电磁扰动

  空间电磁探测是对地球高层大气和外层空间所举行的探测,以人造地球卫星为主,与空中观测台站网相配合构成完好的探测零碎。

  空间探测次要理解太阳系的来源、演化和现状;经由进程对太阳系内的各次要行星的比拟研讨,进一步认识地球环境的构成和演化,理解地球各个圈层的彼此作用及地球环境的转变。空间探测次要探测中性粒子、高能带电粒子、等离子体、微流星体、磁场和电场。

  空间监测和探测地动技巧翻新进入快车道

  人造地球卫星上天开拓了空间对地观测。20世纪70岁月末期,卫星遥感技巧已有了初步使用,哄骗光学遥感来视察地球上的地质结构结构,监测地动灾祸,特别是大地动后从空中遥感照片上解译地动灾情,为地动应急救济供应遥感数据。

  20世纪80岁月末期,GPS使用于地壳形变监测,红外遥感信息监测空中的温度转变,从而研讨大地动和红外遥感之间的关系。

  20世纪90岁月中期,干涉雷达技巧能够 呐喊观测大地动的形变,从而研讨地动的同震形变。

  21世纪初,按照地动行业需求,片面生长了卫星电磁和电离层与地动的关系研讨,多源多种遥感和探测技巧在地动使用敏捷生长。

  11五时期,中国地动局联合防震减灾的要求,生长了遥感在地动减灾和空间技巧使用研讨。

  12五时期,我国起头电磁监测实验卫星研制,实行了空间地动遥感和监测地动应急示范工程,生长了卫星遥感和探测地动的定量研讨,使我国空间监测和探测地动技巧翻新进入了快车道,同时举行了“寰宇一体化”防震减灾平面综合观测、卫星地动工程建设。

  近年来,电磁监测卫星的无关技巧与使用生长敏捷。国际上,俄罗斯、法国、乌克兰等良多国度纷纭将地动监测的卫星列入航天生长企图。

  我国首颗电磁监测卫星于2013年7月29日取得国务院同意立项,它是中国地动平面观测体系的第一个天基平台,开拓了我国地动监测预测的新途径。它的发射,能够 呐喊施展空间对地观测的大静态、宽视角、全天候特性,经由进程猎取寰球电磁场、电离层等离子体、高能粒子观测数据,对中国及其周边区域生长电离层静态及时监测和地动先兆跟踪,补偿空中观测的缺乏 不置可否。地动电磁监测卫星发射使我国在卫星地动电磁空间探测进入了全国进步前辈队列。

wwwqy133.vip 图3 地球空间地球物理场

  地动与电磁场:为地动预测探究添加新手腕

  各人要问:电磁和地动无关系吗?空间电磁场的转变和地动有甚么关系?这也是地球迷信家十分关心和需求研讨的问题。

  大地动以前空间电磁场的转变一直是迷信家重点研讨的问题。我国“张衡一号”电磁监测卫星将在轨运转5年,在这5年中它将以尺度手腕对我国6级以上、寰球7级以上的地动举行电磁监测,经由进程大批的数据堆集和震例剖析,无望找到此中纪律,为地动预测探究添加新手腕,鞭策我国地动预测技巧的生长。

  “张衡一号”电磁监测卫星采纳通用小卫星平台,搭载感应式磁力仪、高精度磁强计、电场探测仪、GNSS掩星接收机等8种载荷,是全国上载荷至多,探测精度最高的空间电磁探测卫星。它使我国初次具备全边境和寰球三维地球物理场静态监测才能,也将进一步推进我国平面地动观测体系的建设。

  “张衡一号”地动电磁监测卫星的载荷设施将产生大批空间电磁监测数据。及时跟踪这些数据将会产出一系列数据产物与了局,包孕寰球地磁场、电离层模子和区域增强模子,空间天色监测与预警,中国6级、寰球7级以上地动电离层扰动震例研讨了局,固体地球物理、空间物理彼此作用等迷信研讨了局。这些数据和了局将为地球迷信翻新打下良好的空间观测和探测基础。

  作为国度地球物理场探测卫星企图的首发星,“张衡一号”电磁监测卫星还可为航空航天、导航通讯等畛域供应空间电磁环境监测办事。

  等候将来“张衡一号”在各类空间电磁监测上给人们带来新的发觉和欣喜!

 

责任编辑:柳龙龙

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