張衡一號發射狀態結構圖

2月2日，我國首顆電磁監測試驗衛星“張衡一號”在酒泉衛星發射中心成功發射。該衛星的發射標志著我國地震監測和地球物理探測領域的探索正式邁入太空。

首次從天上“看”地震

“張衡一號”是我國首顆觀測地震電磁信息的衛星，也是我國構建天空地一體化地震立體監測體系的重要里程碑。

國防科工局系統工程司副司長趙堅介紹，它主要用于地球物理場探測和研究，通過監測全球空間電磁場、電離層等離子體、高能粒子沉降等物理現象，為地震機理研究、空間環境監測和地球系統科學研究提供新的技術手段，為研究地震電磁電離層信息特征及機理提供新的途徑。

同時，該衛星探測數據還可以為空間物理和地球物理研究提供重要數據支持。

“應當指出，目前利用電磁監測試驗衛星尚不能直接預測預報地震，主要是用于地震電磁電離層前兆信息研究，為未來建立地震監測體系進行前期技術儲備，但是我們探索地震孕育機理的腳步不會停止。”趙堅說。

探索地震預測新方法

地球的周圍有著一層薄薄的“殼”——空間等離子體環境，等離子體態的物質的性質在某種程度上就像是水一樣，當受到地殼運動、地面人類活動等的影響時，其中的電磁波就會像水中的漣漪一樣，在等離子體環境里傳播。

近些年，科學家們發現地震也會對空間等離子體環境的電磁場產生影響，這種影響甚至會在地震前就已經開始。因此科學家們希望通過研究空間等離子體變化與地震活動的關聯規律，來探索地震預測新方法。

“張衡一號”衛星正是在這樣的背景下誕生的，用我國古代探索地震的偉大科學家張衡的名字來命名，表達了我國科學家用空間技術手段來研究地震的努力。

趙堅告訴記者，“國外利用衛星進行震前空間電磁異常現象的研究已經有多年歷史。”衛星具有覆蓋范圍廣、電磁環境好、動態信息強、無地域限制等優勢，使用衛星進行地球電磁環境的研究能夠從更大的尺度上提高對地震孕育發生規律的研究和認識，彌補常規地面地震監測手段的不足。

“我國境內地震分布廣、強度大、震源淺，是世界上大陸地震活動最強烈、災害最嚴重的國家之一，地震災害的潛在危險將對我國經濟社會發展與和諧社會建設產生不容輕視的影響。”趙堅表示，構建空間電磁監測體系，對研究地震機理與空間電磁擾動的耦合關系、探索地震預測新方法有著重要意義，因此也一直受到國家的重視。

“這顆星經歷了十年艱苦攻關、五年工程研制，現在終于要揭開神秘的面紗了。”趙堅說。

推動我國地震監測技術的發展

“張衡一號”衛星由中國航天科技集團五院抓總研制。衛星采用五院航天東方紅衛星有限公司CAST2000小衛星平臺，發射質量約730千克，外形為立方體構型，由平臺艙、載荷艙、太陽翼等構成，運行于約500千米高度的太陽同步軌道，同一地點的重訪周期為5天。

“張衡一號”攜帶的有效載荷分為3大類8種，分別為探測電磁場的高精度磁強計、感應式磁力儀和電場探測儀;探測等離子體的朗繆爾探針、等離子體分析儀、GNSS掩星接收機和三頻信標機;探測高能粒子的高能粒子探測器。衛星創造了我國衛星研制領域的多項首次，總體技術指標達到國際先進水平，部分技術指標達到國際領先水平。

‘張衡一號’開辟了我國地震監測研究的新途徑。”趙堅介紹，張衡一號發射后，我國將首次基于天基電磁觀測平臺獲取全球電磁信息，填補我國從空間電磁環境方面開展地震學、地球物理學等相關研究領域的空白。據了解，“張衡一號”升空后，將以標準手段對我國6級以上、全球7級以上的地震進行電磁監測，通過大量的數據積累和震例分析，發現統計規律，推動我國地震監測技術的發展。

同時，張衡一號作為我國立體地震觀測體系第一個天基平臺，同時也是國家地球物理場探測衛星計劃首發星，將大幅提升空間電磁場和電離層監測水平，將為空間天氣預警、空間物理和地球物理研究提供重要支撐，為航空航天、導航通信等相關領域提供空間電磁環境監測數據應用服務。

“張衡一號”設計壽命為5年。后續，還將有更多的衛星加入空間電磁監測的隊伍。據了解，目前，國防科工局正在會同中國地震局、發改委、財政部加快推動電磁監測衛星02星的論證工作，在01星的基礎上新增若干更加精準的探測儀，全面提高我國全球地球物理場信息的獲取能力。

同時，國防科工局還將通過加快國家民用空間基礎設施規劃的實施，特別是加快高軌20米SAR衛星、L移動多媒體廣播衛星等相關工程的推進，進一步提升我國天基信息防震減災服務能力。