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从天“看”地震—解读“张衡一号” (电磁监测试验卫星)-- 中国大陆6级全球7级以上
2018/02/05 14:36:09瀏覽125|回應3|推薦0

从天“看”地震——解读“张衡一号”  记者 张素  【编辑:孙静波】  中新社发 汪江波 摄

中新网酒泉2月2日电 题:从天“看”地震——解读“张衡一号”

视频:“张衡一号”卫星成功发射  来源:央视网

试想一下,约1.4米长、1.4米宽、1.4米高的立方体,从距地约500千米处对准地球,捕捉地下10至20千米发生的能量转换——这就是2日中国发射的电磁监测试验卫星“张衡一号”将要执行的艰巨任务。

2月2日15时51分,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空,进入预定轨道。这标志中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。
  张衡是中国汉朝人。史书记载,他发明的地动仪可以测知地震震中的大致方位,曾以成功测报中国西部地区发生的地震而声名大噪。
  那么,“张衡一号”与地震研究有何关联?
  “目前利用电磁监测试验卫星尚不能直接预测预报地震。”中国国家国防科技工业局系统工程司副司长赵坚明确回答。
  电磁监测试验卫星工程首席科学家、副总设计师申旭辉也指出,从统计意义来看,人们还没有在实质上利用空间信息预报地震,甚至也无法肯定答复哪种监测手段最能有效预报地震。
  但这并不意味着发射“张衡一号”在做无用功。

首先,卫星将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,用于地震相关空间信息探索研究。
  地震发生前,地球岩石摩擦破裂会产生电磁波并向大气层传播,地壳运动也会切割磁力线。换句话说,一旦发生强烈地震,地球内部电磁信息出现异常。通过卫星电磁监测的方法发现地壳异动,将有助于探索地震预测新方法。
  申旭辉告诉记者,“张衡一号”将开展全球7级以上、中国大陆6级以上地震电磁信息分析研究,总结地震电离层扰动特征。选择这两个震级标准,既因为再小级别的地震电磁信号强度微弱,在500千米高的轨道上难以分辨出来。
  专家估算,“张衡一号”在轨期间,全球将发生80至100次7级地震及近千次6级地震。卫星工作5年所获取的统计样本个数等同于在地面观测20至30年所得。
  

其次,卫星填补了地震监测的“空白”区。当前受自然条件所限,无法架设地面观测台站,中国约有200万平方千米的国土和300万平方千米的海域处于监测“盲区”。
  如今这只“天眼”可观测地球南北纬65度以内的区域,重点观测区域覆盖中国陆地全境和陆地周边约1000千米区域。基于天基观测优势,将提升中国全境电磁场和电离层监测能力。
  

第三,卫星探测数据还能为空间物理和地球物理研究提供重要数据支持,为航空航天、导航通信等相关领域提供空间电磁环境监测数据应用服务,乃至造福全人类。
  赵坚说,中国国家航天局会同中国地震局已制定电磁监测试验卫星数据国际合作管理办法,并牵头组建电磁监测试验卫星计划国际科学委员会,这种做法将促进数据应用和科学产出最大化。国际科学委员会各成员国的科学工作者都能按照规定研究和使用卫星数据,共同加强人类对地球和宇宙的认识。
  科学家认为,人们最终“征服”地震恐怕还需要在三方面着力,分别是大幅提升观测能力,分析数据能力“升级换代”,以及不断创新地震科学理论。他们自信表示,以“张衡一号”为新的契机,中国探索地震孕育机理的脚步不会停歇

( 知識學習科學百科 )
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引用網址:https://classic-blog.udn.com/article/trackback.jsp?uid=amtrak&aid=110141407

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蝙蝠
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2018/02/06 13:43
中国地震局局长郑国光谈“张衡一号”卫星 来源:新华网 【编辑:唐云云】
虽不能直接预报地震,但对我国地震科研推进极大——中国地震局局长郑国光谈“张衡一号”卫星
  新华社甘肃酒泉2月2日电 题:虽不能直接预报地震,但对我国地震科研推进极大——中国地震局局长郑国光谈“张衡一号”卫星
  新华社记者余晓洁、胡喆
  2日,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空,标志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。
  作为我国地球物理场探测卫星计划首发星,“张衡一号”有何使命?科学目标是什么?在我国地震立体监测体系中将发挥怎样的作用?中国地震局局长、电磁监测试验卫星工程总指挥郑国光第一时间为您权威解析。
  记者:“张衡一号”工作原理是什么?
  郑国光:地震是发生在地下深部的构造活动,在其孕育过程中由于能量的大量积累激发产生相关形变、电磁辐射及地下流体、化学物质的放射等,这些信息在地表积累进而传播影响到电离层变化。
  地震电磁效应能够通过多种方式传播到电离层,引起电离层和大气层的变化。电磁监测试验卫星通过实时监测空间电磁环境状态变化,研究地球系统特别是电离层与其他各圈层的相互作用和效应,初步探测地震前后电离层响应变化的信息特征及其机理。
蝙蝠(amtrak) 於 2018-02-06 13:44 回覆:

  记者:“张衡一号”科学目标是什么?

郑国光:“张衡一号”不能直接预报地震,但可以监测电磁异常积累典型震例,研究地震电磁电离层信息特征及机理,研发地震电磁电离层前兆信息提取方法。初步建立全球电离层和地磁场模型,研究地球系统各圈层相互作用及其效应。
  此外,推进空间天气预警、通信导航环境监测以及电离层物理和地球物理的科学研究。
  记者:“张衡一号”主要数据产品有哪些?
  郑国光:电磁监测试验卫星的主要数据产品包括地球电场、磁场分频段波形和频谱数据,地磁场矢量数据和总强度数据,电离层等离子体原位电子、离子温度和密度数据,电离层电子密度层析成像数据,电离层高能粒子通量和能谱数据,全球7级、中国6级以上地震的电离层扰动震例研究数据,地磁场、电离层模型及相关科学研究产品等。
  记者:“张衡一号”在我国地震立体监测体系的作用是什么?
  郑国光:伴随空间电磁探测技术的不同发展和探测水平的不断提高,以及大量地震前的显著电离层短临扰动特性,地震电离层研究受到世界各国的广泛关注,而中国电磁卫星计划的确立为构建地震电磁三维立体监测体系提供了一条无可替代的空间探测技术途径。
  电磁卫星丰富的载荷为天地联合观测模式打开了通道,与地基形成较好的补充和配合。希望通过立体监测体系深化不同探测参量之间的关联,验证完善地震电离层耦合理论模型,以数据发展校验模型,以理论带动技术的发展思路,最终实现理论模型下的多参量有机串联和组合,在地震电离层立体监测体系的框架下,为地基和卫星地震电离层立体监测提供理论指导和科学建议。
  记者:国家对电磁监测试验卫星有过什么样的阶段性规划?
  郑国光:我国电磁监测试验卫星“张衡一号”及其后续卫星计划已纳入国家民用空间基础设施中长期发展规划,“张衡二号”已经通过可研评估,预计2020年发射。
  记者:“张衡一号”技术应用领域及辐射范围有哪些?
  郑国光:建设天基电磁监测设施,是落实相关国家规划,提高地震监测能力的重要手段。要充分利用航天技术,逐步构建天空地一体化的地震立体观测体系。基于天基电磁观测平台获取全球电磁信息,对提高地震监测能力和科学研究具有重要意义。电磁监测试验卫星将大幅度增加震例检验的机会,能够很好地满足地震研究时效性要求。
  电磁监测试验卫星数据还将为空间天气预警、空间物理和地球物理场模型研究提供重要数据支持,服务于我国基础科学研究,提高我国在相关领域的国际地位。


蝙蝠
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2018/02/06 13:15

北国始知天外客——探访中国境内最北端的野外台站 中新社记者 张素 【编辑:于晓】
    中国黑龙江省漠河县北极镇地处北纬53度以上的高纬度地区,是中国最北部的村镇。从北极镇向北再走1000米,就是中国科学院地质与地球物理研究所漠河空间环境观测站。
  1988年筹建,1991年建成,从简陋的观测仪器到形成4种空间环境连续观测手段,从早期每次观测需用一个多小时到现在“10分钟内拿下”,从以手抄数据年报到当前数据实时传输,驻守漠河站30余年的站长李来顺对这里如数家珍。
  “在老一辈科学家的不懈努力下,这里已发展成为拥有地磁、电离层和中高层大气多学科综合观测手段的现代化地球物理野外台站。”中国科学院地质与地球物理研究所研究员李国主对慕名探访的中新社记者说,这是中国境内最北端的空间环境野外观测台站,堪称最早感知“天外客”的“哨兵”。
  李国主说,地球两极区域磁力线呈开放状,来自太阳的能量和物质通过极区开放的磁力线与地球交互,再向地球的中低纬地区传递和渗透。在越高的纬度开展空间环境监测,就可能越早感知甚至预报日地空间环境事件的发生。
  这个“哨兵”已在国家重大科技基础设施项目“东半球空间环境地基综合监测子午链”中建功。科学家们利用漠河站地磁和电离层观测数据,揭示了磁暴期间电离层与等离子体层物质交换的耦合关系,为理解并预报空间天气奠定基础。
  电离层是指距地60千米至1000千米环绕地球的带电粒子层。电离层既对太阳的能量注入有反应,同时也可受到台风等地球天气的影响,因而变化莫测。当电离层急剧变化时,地面无线电通讯常会受到严重破坏,如导致星地通讯链路中断使卫星导航和定位等失效,危害国民经济和人身安全。

蝙蝠(amtrak) 於 2018-02-06 13:16 回覆:
想要摸清电离层的变化规律,获取中高层大气变化特征尤为重要。不过,气象气球很难探测40千米以上高度,卫星又运行在两三百千米以外,中间一直是观测“盲区”。
  随着科技发展,人们设计出多种仪器来监测这一区间的动态,捕捉“天外客”的蛛丝马迹。比如流星雷达,它通过发射固定频率的无线电波,接收从流星反射回来的回波信号,获取流星尾迹所在高度的背景风场、大气温度和密度等信息。漠河站每日可以观测到其上空1万至2万多颗流星。
  有趣的是,从漠河站沿着东经120度经度线向南推进,纬度间隔约10度均匀分布着北京站、武汉站和三亚站。“堪称是观测与研究众多地球空间物理现象的‘黄金链’。”中国科学院地质与地球物理研究所副所长魏勇介绍,这条台链经过东亚电离层异常区域及蒙古地磁场异常区域。
  魏勇表示,以子午工程二期推进为契机,他们将进一步完善漠河站的综合监测能力,新增双通道光学干涉仪和增强型激光雷达等设备,把这里打造为空间环境综合观测基地,驻扎最北边陲,探索科学前沿,服务民众福祉。
-- how to separate from the earth 地震? by 地球两极区域磁力线呈开放状 while 来自太阳的能量和物质通过极区开放的磁力线与地球交互,再向地球的中低纬地区传递和渗透 ie 地球磁力线... and 太阳's are different direction?

蝙蝠
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2018/02/06 12:56
解析“张衡一号”:三头六臂拼命“消磁”  中新社记者 张素 【编辑:孙静波】
中国2日成功发射的首颗观测与地震活动相关电磁信息的卫星“张衡一号”什么样?记者采访相关专家进行解析。
三头六臂
  卫星采用中国航天科技集团五院航天东方红卫星有限公司CAST2000平台基线开展研制,外形是1.4米长、1.4米宽、1.4米高的立方体,单太阳翼,装在有6套伸杆。
  中国航天科技集团五院“张衡一号”总指挥兼总设计师袁仕耿概括卫星是“三头六臂”。“三头”是指卫星携带有效载荷分为3类,分别用于探测电磁场、探测等离子体和探测高能粒子。
  “六臂”是指将有效载荷伸展至远离星体位置的伸展机构,“张衡一号”是国内到目前为止安装伸展机构最多的一颗卫星。它选用的两种伸杆机构,一种类似于“魔术棒”,展开后达到近5米而收拢时仅有手掌大小;另一种类似手臂,张开后可达5米。
  记者了解到,伸杆机构研制团队用3年时间攻关,多次在地面进行高低温循环试验,在轨零下100摄氏度至零上100摄氏度温度交变后,其承载的有效载荷位置变化在1至2毫米,即不大于一枚硬币厚度。
  航天东方红卫星有限公司总监周峰说,多伸杆机构卫星在轨有效应用极大突破了卫星本体尺寸对载荷探测需求的约束,他们在CAST2000平台基础上,将星上探测载荷之间的距离由不到2米延展到超过10米。
蝙蝠(amtrak) 於 2018-02-06 12:59 回覆:

消磁找磁
  “张衡一号”是国内首次将电场、磁场、等离子体、高能粒子等多种有效载荷集成在同一个卫星上。为准确获取全球空间电磁场、电磁波、电离层等离子体、高能粒子沉降等科学数据,用户要求卫星在轨磁场测量总误差不能大于1nT(纳特)。
  中国第一代磁测卫星的磁洁净度在1.5nT,德国“挑战性小卫星有效载荷”(CHAMP)卫星把这个数字控制在0.5nT以内。如今,中国“张衡一号”整星磁洁净度达到了0.33nT,打造的第二代磁洁净卫星平台对后续空间磁场探测任务具有重要意义。
  科学家是如何做到的呢?他们首先采用伸杆,把磁场探测器安装到顶部,尽可能减少磁场干扰量;其次是对整星开展严格的磁洁净控制,减少磁性材料使用量;第三是优化磁设计,并在卫星出厂前开展整星级的磁试验。
  除了拼命“消磁”,卫星也在“找磁”。袁仕耿说,卫星携带的高精度磁强计十分灵敏,它可以分辨出背景磁场五百万分之一的信号,“相当于分辩一只蚊子落在人身上产生的重量”。它的准确度优于0.5nT,相当于对一辆轿车的长度测量准确度超过一根头发。

--my only question is doesn't out of space also exist 电磁场、电磁波、电离层等离子体、高能粒子... from sun and other stars? how to separate from the earth 地震?

蝙蝠(amtrak) 於 2018-02-06 13:02 回覆:
国际路线
  这颗卫星另有一个“洋名字”,意大利空间局局长巴蒂斯通以该国传教士利玛窦的名字为其命名,彰显其间国际合作。明清时期,利玛窦曾在中国参与绘制首张世界地图《坤舆万国全图》。
  多个国别共同支持了这颗卫星的研制。意大利空间局和奥地利空间所研制提供了相应的有效载荷,法国、俄罗斯、欧洲空间局等同行向“张衡一号”卫星科学团队提供了大量历史及在轨的电磁卫星数据,亚太空间合作组织、国际空间科学研究所、国际宇航科学院也分别立项支持相关基础科研工作。
  投我以木桃,报之以琼瑶,中国国家航天局牵头,组建了包含意大利、法国、俄罗斯、美国、日本等国共同参与的国际科学委员会。他们将建立观测数据的共享和发布机制,有效提高卫星数据应用效率和科学成果产出,加强国际交流合作,提升全球地震科学研究水平。【编辑:孙静波】