躍上太空“看”地震

　　歷經(jīng)近十年艱苦攻關(guān)、五年工程研制,我國首顆電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星2月2日終于揭開神秘的面紗。作為我國地震立體觀測體系第一個(gè)天基平臺,它為何取名“張衡一號”,如何實(shí)現(xiàn)太空監(jiān)測,在地震觀測預(yù)報(bào)中又將發(fā)揮怎樣的作用? 

　　定名“張衡”有淵源 

　　填補(bǔ)我國地震監(jiān)測空白小小衛(wèi)星跨越“三座大山”

　　公元132年,我國東漢時(shí)期著名天文學(xué)家張衡發(fā)明候風(fēng)地動儀,可測知地震震中的大概方位,引起舉國震動。候風(fēng)地動儀被認(rèn)為是世界上最早的地動儀,先于西方國家用儀器記錄地震的歷史約1800年,開創(chuàng)了世界地震勘測研究的先河。

　　“這正是我們將衛(wèi)星定名為‘張衡一號’的淵源。”國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅(jiān)說,取名“張衡一號”一是為紀(jì)念中國古代科技代表人物張衡杰出的科技貢獻(xiàn);二是體現(xiàn)了衛(wèi)星工程地震監(jiān)測的主要特點(diǎn),具有科技、歷史、文化意義,易于傳播;三是為了更好普及地球物理場及地震有關(guān)知識,弘揚(yáng)科學(xué)精神,培育社會公眾尤其是青少年崇尚科學(xué)、熱愛航天的良好風(fēng)氣。

　　其實(shí),這不是張衡第一次被“冠名”。據(jù)北京理工大學(xué)副教授李赫亞介紹,1970年聯(lián)合國天文組織將月球背面的一個(gè)環(huán)形山命名為“張衡環(huán)形山”;1977年將太陽系中的1802號小行星命名為“張衡星”。2003年國際小行星中心為紀(jì)念張衡及其誕生地河南南陽,將小行星9092命名為“南陽星”。

　　“本次衛(wèi)星以‘張衡’為名,除了紀(jì)念張衡本人在地震觀測方面的杰出貢獻(xiàn),也是為了傳承以張衡為代表的中國古代科學(xué)家群體的精神內(nèi)質(zhì)。”李赫亞說。

　　填補(bǔ)我國地震監(jiān)測空白 

　　眾所周知,地震監(jiān)測是世界性的難題。那么,太空中的“張衡一號”如何開展地震監(jiān)測呢?

　　“張衡一號”衛(wèi)星工程首席科學(xué)家、中國地震局地殼應(yīng)力研究所總工申旭輝介紹,我國境內(nèi)地震分布廣、強(qiáng)度大、震源淺,是世界上大陸地震活動最強(qiáng)烈、災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。然而,長期以來,我國地震監(jiān)測主要依靠陸地上的監(jiān)測臺站設(shè)備,地面觀測臺網(wǎng)在青藏高原和海域地區(qū)觀測不足,制約了我國地震監(jiān)測研究的水平。

　　科學(xué)研究表明,一旦發(fā)生地震,地球內(nèi)部的電磁信息就會發(fā)生異常,因此,構(gòu)建空間電磁監(jiān)測體系對研究地震機(jī)理與空間電磁擾動的耦合關(guān)系、探索地震監(jiān)測新方法有著重要意義。衛(wèi)星具有覆蓋范圍廣、電磁環(huán)境好、動態(tài)信息強(qiáng)、無地域限制等優(yōu)勢,使用衛(wèi)星進(jìn)行地球電磁環(huán)境的研究,能夠從更大的尺度上提高對地震孕育發(fā)生規(guī)律的認(rèn)識,彌補(bǔ)常規(guī)地面地震監(jiān)測手段的不足。因此,國外利用衛(wèi)星進(jìn)行地震前空間電磁異常現(xiàn)象的研究已有多年歷史,俄羅斯、法國、美國等國家曾發(fā)射過同類衛(wèi)星。

　　申旭輝告訴記者,“張衡一號”衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用中心依托中國地震局地殼應(yīng)力研究所建設(shè)和運(yùn)行。通過監(jiān)測設(shè)備,“張衡一號”可將全球電磁場、電離層等離子體、高能粒子觀測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回地面,為研究人員的科學(xué)研究提供連續(xù)穩(wěn)定的大數(shù)據(jù)支持。

　　“‘張衡一號’填補(bǔ)了我國在全球地磁場電離層信息獲取能力上的空白,提升中國全境電磁場和電離層監(jiān)測能力,還彌補(bǔ)了地面觀測臺網(wǎng)在青藏高原和海域地區(qū)觀測的不足,可幫助我們獲取全球震例,大幅增加震例檢驗(yàn)機(jī)會。”申旭輝說。

　　小小衛(wèi)星跨越“三座大山” 

　　關(guān)于地震研究,很多人最感興趣的是地震是否能有效預(yù)測。有了天基平臺“張衡一號”,我國的地震監(jiān)測水平將又上一個(gè)新臺階,這一點(diǎn)毋庸置疑。“但目前利用電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星尚不能直接預(yù)測預(yù)報(bào)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(jiān)測體系進(jìn)行前期技術(shù)儲備。但我們探索地震孕育機(jī)理的腳步不會停止。”趙堅(jiān)向記者強(qiáng)調(diào)。

　　申旭輝則表示,當(dāng)前,擺在地震科學(xué)家面前的有“三座大山”。第一座“大山”是我國地震數(shù)據(jù)積累太少,不足以幫助科學(xué)家形成完整的科學(xué)體系和方法體系。“局限于國內(nèi)的樣本數(shù),連有效的統(tǒng)計(jì)分析都不夠。”第二座“大山”是地震科學(xué)研究的方法和手段受到很多制約。地震發(fā)生在地下,科學(xué)家們很難去地下看到底是怎么回事,而地面的探測站點(diǎn)畢竟分散,很難把全球的地球物理場搞清楚。第三座“大山”則是地震研究的基本理論本身起源于早期的牛頓物理學(xué),而如今物理學(xué)發(fā)展很快,基礎(chǔ)理論學(xué)科相互交叉滲透,地震研究迫切需要吸收其他相關(guān)學(xué)科的理論。

　　“跨越這‘三座大山’,就要上天入地。如今衛(wèi)星上天,幫助監(jiān)測和積累數(shù)據(jù),是一種探索和嘗試,但是對于地震研究而言,指望一兩顆星遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”申旭輝透露,“張衡一號”是我國地球物理場探測衛(wèi)星計(jì)劃的首發(fā)星,未來將以該衛(wèi)星為基礎(chǔ),繼續(xù)推進(jìn)綜合空間信息應(yīng)用研究,加快推進(jìn)張衡一號02衛(wèi)星研制研發(fā)進(jìn)程和后續(xù)地球物理場探測衛(wèi)星規(guī)劃論證,全面提高我國全球地球物理場信息獲取能力。

　　(記者 楊舒 陳海波)